钙调蛋白激酶Ⅱ对细胞生理功能的调节作用

钙调蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)是一种多功能蛋白激酶,作为细胞钙信号的重要响应分子广泛参与细胞生理功能调节,包括细胞形态、凋亡、迁移、兴奋-收缩偶联和骨重建等。本文在介绍CaMKⅡ分子结构及其活化机制的基础上,就其对细胞生理功能的调节作用作一综述。     

电压门控钙通道钙依赖性易化和失活的分子机制

电压门控钙通道受钙依赖性易化和失活两种相互对立的反馈机制调节.不同浓度的钙离子,通过作为钙感受器的钙调蛋白的介导,主要与钙通道α1亚基羧基端的多个不连续片段发生复杂的相互作用,分别引发钙依赖性易化和失活.钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ及其它钙结合蛋白等也参与此调节过程.新近研究表明,钙通道的钙依赖性调节机制失衡与心律失常等的发病机制密切相关.     

磷酸化钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ在大鼠脊髓背角C-纤维诱发电位长时程增强的诱导和维持中的作用

实验旨在探讨钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(calcium／calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ,CaMKⅡ)在脊髓背角C-纤维诱发电位长时程增强(long—term potentiation,LTP)的诱导和维持中的作用。用Western blot技术分别检测LTP形成30min和3h脊髓背角(L4-L6)CaMKⅡ的含量及其磷酸化水平。同时观察脊髓局部给予CAMKⅡ选择性抑制剂KN-93后对脊髓背角LTP和CaMKII磷酸化的影响。观察结果如下：(1)诱导LTP后30min,CaMK Ⅱ的磷酸化水平明显高于对照组,而CaMKⅡ的总量无变化;诱导LTP后3h CaMKⅡ的磷酸化水平进一步升高。而且CaMKⅡ的总量也明显增加(n=4);(2)强直刺激前30min于脊髓局部给予CaMKⅡ的特异性抑制剂KN-93(100μmol/L),可阻断LTP的诱导,同时明显抑制CaMKⅡ的磷酸化水平;(3)诱导LTP后30min给予KN-93,可显著抑制LTP的维持,同时CaMKⅡ的磷酸化水平与未用药组相比也明显降低（n=3);(4)LTP3h后给予KN-93,LTP的幅值不受影响,磷酸化的CaMKⅡ的含量与用药前相比也无差别（n=3)。根据上述实验结果可以认为,CaMKⅡ的激活参与脊髓背角C-纤维诱发电位LTP的诱导和早期维持过程。     

周期蛋白依赖性蛋白激酶活性的调控

周期蛋白依赖性蛋白激酶活性的调控邱嵘（解放军兰州医学高等专科学校,兰州７３００２０）关键词周期蛋白依赖性蛋白激酶,周期蛋白,磷酸化真核细胞周期中细胞不同状态之间的转换主要是通过“检查点”（ｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔ）控制的。“检查点”主要由两个蛋白家族组成...     

钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ与心血管疾病的研究进展

钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)是一种主要表达于心脏的多功能丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,通过磷酸化和氧化调节心肌细胞的活性,广泛参与心血管系统生理活动及病理变化的信号转导,与多种心血管疾病密切相关。新近研究表明,活性氧簇激活的CaMKⅡ在许多心血管疾病的发生发展中发挥关键作用,包括心律失常、缺血性心脏病、心肌肥大以及心力衰竭等。对氧化CaMKⅡ信号系统的研究可为临床心血管疾病的治疗提供重要策略和潜在靶点。     

钙／钙调素依赖性蛋白激酶对17．7kD和6kD胰腺蛋白的磷酸化

本文报导了胰腺提取物中两种可被钙／钙调素依赖性蛋白激酶磷酸化的热稳定蛋白。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ测定其表观分子量分别为１７．７ｋＤ和６ｋＤ。经钙／钙调素依赖性蛋白激酶磷酸化后,其最大磷酸参入量为８．８μｍｏｌ／ｇ蛋白。同时磷酸化作用导致１７．７ｋＤ蛋白在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ中迁移率发生变化。本文还进一步分析了各种阳离子对磷酸化的影响,并对此两种蛋白可能具有的生理功能进行了初步探讨。     

钙／钙调素依赖性蛋白激酶对17.7kD和6kD胰腺蛋白的磷酸化

本文报导了胰腺提取物中两种可被钙／钙调素依赖性蛋白激酶磷酸化的热稳定蛋白。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ测定其表观分子量分别为１７．７ｋＤ和６ｋＤ。经钙／钙调素依赖性蛋白激酶磷酸化后,其最大磷酸参入最为８．８μｍｏｌ／ｇ蛋白。同时磷酸化作用导致１７．７ｋＤ蛋白在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ中迁移率发生变化。本文还进一步分析了各种阳离子对磷酸化的影响,并对此两种蛋白可能的生理功能进行了初步探讨。     

钙调蛋白激酶Ⅱ在神经病理痛中的作用及其痛觉调控通路概况

钙调蛋白激酶Ⅱ(Ca^2+/calmodulin-dependent protein kinase,CaMKⅡ)是一种多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在神经元中大量存在,广泛参与疼痛调制。神经病理痛是一种由疾病或躯体感觉系统的损伤引起的慢性难治性疼痛。钙调蛋白激酶Ⅱ在中枢、外周神经病理痛、代谢型神经病理痛和药物引起神经病理痛等各种类型的神经病理痛的发生发展中发挥着重要的作用。本文拟将从钙调激酶Ⅱ介导的各型神经病理痛及其上下游的调控两个方面进行综述,以期为今后钙调蛋白激酶Ⅱ在神经病理痛领域的研究提供一定参考。     

马桑内酯激活的星形胶质细胞条件培养液对大鼠脑内钙调蛋白激酶Ⅱ表达的影响

目的揭示马桑内酯(coriaria lactone,CL)激活的星形胶质细胞条件培养液(astrocyte contined medium,ACM)对大鼠脑内钙调蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)表达的影响。方法按照McCarthy和DeVellis的方法作海马星形胶质细胞的纯化培养,然后收集对照组ACM和CL激活的ACM。取成年健康雄性SD大鼠40只,随机分为对照组(8只)和CL组(32只),对照组侧脑室注射未加任何刺激物的ACM 10μl,CL组侧脑室注射CL激活的ACM 10μl(按注射后的时间分为2h、4h、8h和12h,每个时间点8只)。观察两组大鼠的行为表现,用免疫组化检测脑内CaMKⅡ表达的变化,Western blot检测脑内CaMKⅡ含量的变化。结果CL组大鼠有痫样发作,而对照组无痫样发作;免疫组化检测结果显示,CaMKⅡ在CL组的皮质和海马表达与对照组比较无显著性差异(P>0.05);Western blot检测皮质和海马CaMKⅡ亚基含量的结果显示,α和β亚基在CL各时间组与对照组的比较,表达均无显著性差异(P>0.05)。结论CL激活的ACM对致痫大鼠脑内CaMKⅡ亚基α和β的表达水平无明显影响。     

钙不依赖性钙调素结合蛋白的研究进展

钙调素是普遍存在于真核生物细胞中、发挥多种生物学调控作用的信号组分.钙调素不仅在有Ca2 情况下通过与钙依赖性钙调素结合蛋白作用而传递信号,也能在相对无Ca2 条件下直接结合钙不依赖性钙调素结合蛋白而传递信号.综述了无钙离子结合钙调素及钙不依赖性钙调素结合蛋白的结构特性、钙不依赖性钙调素结合蛋白的种类及其可能的生物学作用,这将有助于我们深入认识钙调素介导信号途径的特异性、复杂性和多样性.     

NMDA对GABAA受体的抑制作用由钙-钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ介导

应用制霉菌素(nystatin)穿孔全细胞记录方法,研究了N-甲基-D-门冬氨酸(NMDA)对新鲜分离的大鼠骶髓后连合核(SDCN)神经元γ-氨基丁酸(GABA)激活的全细胞电流的调控.实验结果如下:(ⅰ) 在无Mg2+及含1 μmol/L甘氨酸的标准细胞外液中,当钳制电位为-40 mV时,NMDA(100 μmol/L)可抑制GABA和muscimol (Mus)在SDCN神经元激活的全细胞电流(IGABA和IMus),且NMDA受体的竞争性拮抗剂D-2-amino-5-phosphonovalerate(APV,100 μmol/L)可完全阻断NMDA激活的电流,并可消除NMDA对IGABA的抑制作用.(ⅱ)当细胞外液中无Ca2+及待测神经元被Ca2+螯合剂BAPTA AM预处理2 h后,NMDA对IGABA的抑制作用消失;而用电压依赖性钙通道阻断剂Cd2+(10 μmol/L)或La3+(30μmol/L)预处理后,NMDA对IGABA的抑制作用仍然存在.(ⅲ) NMDA对IGABA的抑制作用可被钙-钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)的抑制剂KN-62所阻断.提示在大鼠SDCN神经元,NMDA对IGABA的抑制作用为一Ca2+依赖性的过程,这一过程的"下游"机制与细胞内CaMKⅡ有关.揭示了Ca2+和CaMKⅡ分别作为细胞内第二信使和第三信使将NMDA受体和GABAA受体的功能联系起来.     

急性低氧对大鼠脑组织钙调素含量及其依赖性蛋白激酶Ⅱ活性的影响

本实验观察了活性钙调素（ＣａＭ）含量和ＣａＭ依赖性蛋白激酶Ⅱ（ＣａＭｋｉｎａｓｅⅡ）活性在急性低氧（模拟海拔７０００ｍ,５ｈ）和常氧对照大鼠脑子组织中的变化。用流式产胞仪（ＦＡＣＳ）所测两组动物脑皮层细胞的ＣａＭ,平均荧光强度分别为４０．０±４．９和４６．１±５．８,急性低氧组明显低于常氧对照组（Ｐ＜０．０５）;用同位素液闪计数法所测两组动物皮层脑匀浆提取液中ＣａＭｋｉｎａｓｅⅡ活性,分别为１８４．３±８．１和１９８．８±９．４ｐｍｏｌＰｉ·ｍｉｎ－１·ｍｇ－１ｐｒｏ,急性低氧组明显低于常氧对照组（Ｐ＜０．０１）。结果提示ＣａＭ和ＣａＭｋｉｎａｓｅⅡ对低氧较为敏感,急性低氧时中枢神经细胞结构或功能的紊乱可能与活性ＣａＭ的含量减少和ＣａＭｋｉｎａｓｅⅡ活性能下降有关。     

猴源C. hominis的钙调蛋白激酶基因克隆与序列分析

目的通过对C.hominis的钙调蛋白激酶基因进行克隆和分析,旨在进一步探讨该基因用于隐孢子虫种的分类与鉴定的可行性。方法采用RT-PCR方法对扩增目的基因,扩增的目的序列测定;对测定的序列采用生物信息学方法进行序列比对和其遗传进化树分析。结果经RT-PCR所扩增的序列片段大小为2034bp左右,与预期结果一致。对所扩增基因序列进行比对分析时,发现该基因与GenBank中的XM_661216.1所报道人源C.hominis钙调蛋白激酶基因序列同源性高达99%;且在遗传进化树上,其与XM_661216.1所报道人源C.hominis钙调蛋白激酶基因的遗传距离最为接近,而与其他隐孢子虫种以及其他种原虫的该基因在遗传距离关系上均差异较大。结论用钙调蛋白激酶基因可鉴定出人型隐孢子虫和其他种隐孢子虫,同时这也为防止人型隐孢子虫由猴传播给人提供了有力的诊断手段。     

豌豆钙调蛋白基因的克隆及七种来源钙调蛋白基因的分析

从豌豆（Ｐｉｓｕｍ ｓａｔｉｖｕｍ Ｌ．）中提取总ＲＮＡ, 逆转录出ｃＤＮＡ 第一条链后, 以大麦钙调蛋白结构基因两端的寡聚核苷酸为引物, 用ＰＣＲ方法合成豌豆钙调蛋白基因, 克隆到Ｂｌｕｅ－ｓｃｒｉｐｔ 载体上并测定其全序列。结果与已知的苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）、水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａＬ．）、大麦（Ｈｏｒｄｅｕｍ ｖｕｌｇａｒｅ Ｌ．）、电鳗（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｉｄａｅ）、根瘤（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｄｕｌａｎｓ）、酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ） 钙调蛋白基因相比,同源性较高（９１．３％ —６０．８％ ）,其不同部分则常常是Ｃ和Ｔ相替换。进一步分析发现,上述七种来源的钙调蛋白基因之间,常有某些核苷酸替换方式占优势,它们对于氨基酸密码子的使用也各有偏爱     

沙土鼠脑缺血和再灌流后钙调素蛋白激酶Ⅱ活性变化及其与脑电图的关系

结扎蒙古沙土鼠双侧颈总动脉制作急性脑缺血模型,观察了急性脑缺血和再灌流后钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaM-PKⅡ)和蛋白磷酸酶(CaM-PrP)活性的变化以及脑电图(EEG)的表现。结果表明:(1)CaM-PKⅡ活性随缺血时间延长而逐渐降低,缺血10min酶活性即显著降低;(2)缺血10min再灌流,CaM～PKⅡ活性可部分恢复;(3)急性脑缺血时CaM-PrP活性无明显改变;(4)缺血10min再灌流,EEG在1h基本恢复正常,缺血20min再灌流,EEG在3h仍未恢复正常。上述结果提示:CaM-PKⅡ活性对缺血非常敏感,而CaM-PrP活性对缺血不敏感,脑缺血再灌流后EEG的表现与CaM-PKⅡ活性有一定的相关性。     

铝与钙调蛋白相互作用的荧光光谱研究

本文研究了铝与钙调蛋白相互作用的荧光光谱。实验证明,Al~3与CaM的结合所引起的构象变化与Ca~(2+)与CaM结合所引起的构象变化既有相同之处,也有不同之处。Al~(3+)在CaM分子上的结合有特异性结合与非特异性结合两种情况。其特异性结合位点可能为2—3个。钙调蛋白的非竞争性拮抗剂酸枣仁皂甙A(JuA)可以继续抑制已被Al~(3+)部分抑制的PDE-CaM的活力。     

朊病毒感染中钙调蛋白相关激酶含量异常变化的研究

朊病毒病是一类具有致死性、传染性和进行性的神经退行性疾病。目前研究发现许多因子都参与了疾病的发生发展过程,包括细胞因子、激酶和一些离子,其中钙离子及相关激酶在朊病毒病致病机制中的研究报道较少,为了探究朊病毒感染中钙调蛋白相关下游激酶的含量变化情况,本研究利用多种检测方法对朊病毒感染细胞系及小鼠脑组织进行了分析。结果显示朊病毒感染后,钙离子和钙调蛋白(CaM)的表达水平升高,下游Ca²⁺/CaM复合物依赖性激酶CaMKIα和CaMKIV表达水平下降,同时这些激酶的上游激酶CaMKKα含量降低,提示朊病毒感染后神经元中钙离子和相关激酶稳态失衡,这种异常变化很可能影响下游多种转录因子合成,这些结果为解释朊病毒感染后神经元大量丢失提供了科学依据。     

钙卫蛋白与炎症相关疾病

炎症是机体非常重要的病理过程,包括损伤、抗损伤和修复等一系列步骤,是由许多细胞和物质共同参与构成的复杂反应,但这种保护机制在过于激烈或持久时也会造成伤害或疾病.由S100钙结合蛋白家族成员S100A8和S100A9聚合而成的钙卫蛋白已被证明在感染性疾病、免疫性疾病、代谢性疾病、退行性疾病等相关炎症进程中发挥了不容忽视的...     

钙调蛋白的功能性运动分析

目的:研究钙调蛋白(CaM)结构的动力学行为和运动趋势。方法:利用高斯网络模型(GNM)和各向异性网络模型(ANM),分析CaM在无钙和含钙2种形式下的功能运动。结果:CaM的慢运动模式显示,CaM的构象变化主要表现为2个结构域的运动;2种形式的CaM具有共同的铰链区,铰链区位于分子的中央接头,但二者具有不同的运动趋势。交叉相关图结果显示,CaM结合钙离子后,结构域内的相互作用会增强。结论:GNM和ANM结果可以解释先前报道的实验数据。结果有助于更好地了解CaM的构象转变规律,并会提高对CaM的底物识别和调节活动机制的理解。