國家高速網路與計算中心
  國網中心     | 生物化學資料庫服務    
 
 
回首頁    | 好站連結    | SiteMap

 三維影像國際合作

 2005識之精微

 會議展示及參訪

 好站連結
最新消息
NGS分析平台
Olfactory DB
生物知識庫
知識庫服務說明
生技新知 
生物計算服務系統
生物計算服務說明   
生物序列分析     
軟體與資料庫 
結構生物軟體 
生醫影像軟體 
關於我們
認識生物計算小組
台灣生物資訊學會
聯絡我們
 
STIM1就是鈣池調控鈣離子通道(store-operated channels)嗎?
貼出者為 TerryYeh 於Tuesday, January 03 @ 11:59:01 CST
編輯:Frank
   1986年美國國家衛生研究院科學家Putney J教授提出填充式鈣離子湧入理論(capacitative calcium influx),這理論也就是現在常稱的鈣池調控鈣離子通道理論(store-operated channels)。在這個理論中,Putney J教授認為:在非興奮細胞中,當細胞內質網中鈣離子的含量下降到一定程度時,就會啟動一些未知機制來打開細胞膜上的鈣池調控鈣離子通道(store-operated channels),讓細胞外的鈣離子進入細胞內,進而將鈣離子填補回內質網。
  在實驗的執行過程,科學家們可以利用內質網鈣離子幫浦抑制劑-Thapsigargin,或是直接給予細胞IP3來促使內質網中鈣離子排空,進而開啟鈣池調控鈣離子通道。但內質網中的鈣離子排空後,細胞內究竟發生什麼事?為何細胞膜上的這個離子通道會被開啟?至今仍是眾說紛紜。
  有些學者認為:當內質網的鈣離子排出後,會釋放一種名為鈣離子湧入調節因子(calcium influx factor 簡稱:CIF)的未知分子,當該分子活化磷脂水解酵素A2 (phospholipase A2)後,便可以開啟細胞膜上鈣離子通道。但是也有部分學者認為:內質網中鈣離子排空後,IP3受體與鈣離子通道發生結構性的交互作用(conformational-coupling),才是打開細胞膜上鈣離子通道的主要原因。
  2005年五月,Kenneth Stauderman與其研究團隊利用核醣核酸干擾(RNA interference,簡稱:RNAi)技術抑制特定基因表現後,進一步地尋找基因與鈣池調控鈣離子通道的相關性。當篩選了170個基因後,他們發現:在抑制了一個名為stromal interaction molecule (STIM1)的基因後,Thapsigargin非但無法誘導細胞外的鈣離子湧入細胞,利用全細胞電位箝制法(Whole-cell patch clamp recording)也無法測得鈣離子釋放活化鈣離子電流(Ca2+ release activated Ca2+ current,簡稱:Icrac)。
  既然STIM1基因的存在與否可以顯著地影響鈣池調控鈣離子通道的活化,那麼這生理現象是不是普遍地存在於各種細胞中呢?於是他們進一步地在人類腎臟上皮細胞(HEK293 cellsl)、Jurkat T 細胞與神經母細胞瘤(SH-SY5Y)…等細胞株中進行相似的實驗。研究結果發現:當這些細胞的STIM1基因被抑制後,即使內質網中的鈣離子排空了,細胞外的鈣離子仍無法經由鈣池調控鈣離子通道進入細胞內。這些證據強化了STIM1基因與鈣池調控鈣離子通道的相關性,甚至有些科學家懷疑:STIM1本身就是鈣池調控鈣離子通道。
  不過在檢視STIM1序列後,研究人員發現:STIM1本身並不具有離子通道應有的特徵。況且,在人類腎臟上皮細胞內大量表現STIM1蛋白質後,卻仍然無法偵測到更大的鈣離子釋放活化鈣離子電流。這暗示著STIM1本身應該不是鈣池調控鈣離子通道。
  之前提過了,當內質網中鈣離子含量下降到一定程度時,就會啟動一些未知機制來打開細胞膜上的鈣池調控鈣離子通道。STIM1蛋白質大多分怖在於胞器(包括內質網)的膜上,其序列上也有蛋白質交互作用區域。因此,有些思路敏銳的科學家又提出一套新的理論,他們認為:STIM1可能就是傳說中可以在內質網內偵測鈣離子含量的那個感應器(sensor)。當這個感應器偵測到內質網中鈣離子含量下降時,也許可以直接地透過蛋白質構形改變、蛋白質交互作用,來開啟細胞膜上的鈣離子通道。或者,這個感應器可以影響鈣離子湧入調節因子(CIF)的釋放與否 ,進而決定鈣離子通道的活化…
   鈣池調控鈣離子通道是如何被調控的?雖然這個問題仍是個謎,但STIM1的發現已經為這個研究領域開啟了嶄新的一頁。如果STIM1就是十多年來科學家們所尋找的那個假想存在的鈣離子感應器,那這絕對是細胞生理學領域的一個重大發現。
  ~祝新年快樂~
   原始論文:
   1. STIM1, an essential and conserved component of store-operated Ca2+ channel function. J Cell Biol. 2005 May 9;169(3):435-45.
  2. Capacitative calcium entry: sensing the calcium stores. J Cell Biol. 2005 May 9;169(3):381-2.
  

轉載自 Sciscape 網站