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1 第八章 钙离子与信号转导 Calcium and Signal Transduction 基础医学院病理生理教研室 黄巧冰 Calcium – a life and death signal life and death:死活 | 生与死 | 生死攸关 2 Calcium Biology  Ca2+ 3 No other mineral is capable of performing as many biological functions as is calcium. Calcium is involved in almost every biological function. Calcium atom 4 Why Calcium, not other ions? Introduction 胞内外、钙库内外有明显的浓度差 （12000倍） 钙离子的特性使其易于与蛋白质形成紧密的结合。 5 Calcium in the body 机体总钙 99％分布在骨骼 0.5％在牙 0.5％在软组织（细胞内钙） 0.02％在血浆 6 Calcium in the blood 血液中钙 99%----血浆 蛋白质结合钙（46%) 有机酸结合钙-复合钙 离子钙（48%） 1%----血细胞中 The ionized form of calcium in the serum is critical to healthy physiologic function. 7 Calcium in the cell 细胞内钙 99.9%----结合钙 0.1% 游离钙在胞内 浓度0.1 ?mol/L 5％存在于细胞膜，细胞浆内结合钙占0.5％，作为第二信使的游离钙仅占细胞内钙的0.005％。 细胞内钙50％存在于胞核内 44％存在于胞内钙库（线粒体和内质网） 内质网游离钙浓度也只有0.5 ?mol/L 8 机体对血浆钙的总体调节： The parathyroid hormone（PTH，甲状旁腺素）regulate ionized calcium and determine its resorption （再吸收）into bone, absorption from the GI mucosa（粘膜）, and excretion in urine（尿） and stool（粪）. 9 泵与通道的区别？ 10 2. 内质网的钙转移（灵敏而快速） 3. 线粒体的钙转移（大容量而持久） 单向转运体（uniportor）：转运钙进入线粒体 通过Na+/ Ca2+交换形式运送钙出线粒体 钙泵：耗能较小（浓度差小），效率高 离子通道：IP3受体钙通道，Ryanodine受体钙通道 11 细胞内钙库：不是因为浓度高，而是因为有一类对 Ca2+高容量、低亲和力的储钙蛋白。 高容量的优势：降低游离钙浓度，防止高钙损伤 低亲和力的优势：可快速解离，使Ca2+信号准确 迅速 12 PMCA :Plasma membrane Ca2+ ATPase SERCA:sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase compartment of calcium in the cell 13 Calcium – a life and death signal 14 A long-standing question in cell signaling is how Ca2+, with its abundant and varied intracellular targets, is able to achieve specificity and activates only a subset of those targets. 15 This incredible versatility （多样性，多面性） arises through the use of a Ca2+-signalling ‘tool kit’, whereby the ion can act in the various contexts of space, time and amplitude (振幅). 细胞内钙时空动力学（intracellular spatiotemporal dynamics of calcium）的变化在细胞功能的调节中有重要的作用。细胞内局部钙离子特异的时空分布影响着钙依赖性蛋白的功能和基因表达的模式。 Determination of the versa