當(dāng)動(dòng)物和植物受到如細(xì)菌攻擊、氣味和寒冷等影響時(shí)，鈣離子會(huì)流入細(xì)胞。鈣向細(xì)胞提供信號(hào)告知其細(xì)胞外正在發(fā)生什么，然而由于高濃度的鈣對(duì)細(xì)胞是有毒的，它必須被再度快速泵出。來自哥本哈根大學(xué)和奧爾胡斯大學(xué)丹麥國家研究基金PUMPkin中心的研究人員現(xiàn)在證明細(xì)胞外膜上的鈣泵非常地調(diào)整了泵速來適應(yīng)鈣濃度 生物通報(bào)道  當(dāng)動(dòng)物和植物受到如細(xì)菌攻擊、氣味和寒冷等影響時(shí)，鈣離子會(huì)流入細(xì)胞。鈣向細(xì)胞提供信號(hào)告知其細(xì)胞外正在發(fā)生什么，然而由于高濃度的鈣對(duì)細(xì)胞是有毒的，它必須被再度快速泵出。來自哥本哈根大學(xué)和奧爾胡斯大學(xué)丹麥國家研究基金PUMPkin中心的研究人員現(xiàn)在證明細(xì)胞外膜上的鈣泵非常地調(diào)整了泵速來適應(yīng)鈣濃度。這些研究結(jié)果發(fā)表在的《自然》（Nature）雜志上。鈣泵定位在人類、動(dòng)物與植物的細(xì)胞膜上，來自奧爾胡斯大學(xué)和哥本哈根大學(xué)的研究人員現(xiàn)在提供了關(guān)于鈣泵調(diào)控細(xì)胞內(nèi)鈣量機(jī)制的新信息。細(xì)胞內(nèi)的鈣量對(duì)于細(xì)胞的健康和生存至關(guān)重要。
“結(jié)果表明鈣泵可以測(cè)量細(xì)胞的鈣含量，并根據(jù)這一信息調(diào)整它的速度。這可以防止細(xì)胞質(zhì)中的鈣離子濃度達(dá)到損害細(xì)胞的臨界濃度。當(dāng)鈣濃度較低時(shí)鈣泵處于無活性狀態(tài)，而當(dāng)鈣濃度增高時(shí)它就會(huì)被逐步激活，”博士后研究人員Henning Tidow和Lisbeth Rosager Poulsen說。免費(fèi)申請(qǐng)《Molecular Probes熒光探針和標(biāo)記技術(shù)手冊(cè)》！
研究人員是以定位在模式植物擬南芥（阿拉伯芥，thale cress）細(xì)胞膜上的鈣泵作為研究起點(diǎn)，但調(diào)控機(jī)制也適用于人類和動(dòng)物對(duì)應(yīng)的鈣泵。鈣泵結(jié)合兩個(gè)鈣調(diào)蛋白
以往的研究表明動(dòng)物和植物的鈣泵與一種稱為鈣調(diào)蛋白（calmodulin）一起發(fā)揮功能。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)存在大量鈣離子時(shí)，一些鈣離子與鈣調(diào)蛋白相結(jié)合，由此能夠激活鈣泵。“我們純化了鈣泵與鈣激活鈣調(diào)蛋白相互作用的部分，我們成功地結(jié)晶了一個(gè)蛋白質(zhì)復(fù)合物。讓我們感到大為驚奇地是，我們發(fā)現(xiàn)鈣泵結(jié)合了兩個(gè)鈣調(diào)蛋白，而非一直認(rèn)為的一個(gè)，”Tidow.博士解釋說。
三步調(diào)控鈣泵有兩個(gè)鈣調(diào)蛋白參與鈣泵活性調(diào)控，這一事實(shí)意味著鈣泵有三步。當(dāng)沒有鈣激活鈣調(diào)蛋白結(jié)合時(shí)鈣泵關(guān)閉，當(dāng)結(jié)合一個(gè)鈣調(diào)蛋白時(shí)鈣泵處于中速，當(dāng)結(jié)合兩個(gè)鈣調(diào)蛋白時(shí)鈣泵處于全速。
“鈣泵需要相當(dāng)大的能量將鈣運(yùn)出細(xì)胞。因此重要的是，只有當(dāng)需要移除鈣時(shí)它們才會(huì)被激活。鈣泵內(nèi)有兩個(gè)鈣調(diào)蛋白結(jié)合域，細(xì)胞能夠調(diào)整運(yùn)輸至節(jié)能，同時(shí)能夠在鈣濃度接近有毒水平時(shí)快速減少鈣離子量，”Poulsen博士說。數(shù)學(xué)揭示生物功能
研究人員還利用數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)一步確定了鈣泵的作用差異是否取決于激活的鈣調(diào)蛋白數(shù)量是零、一個(gè)或是兩個(gè)。這揭示了細(xì)胞內(nèi)鈣泵調(diào)控鈣的另一個(gè)特征。
“我們可以證明當(dāng)發(fā)現(xiàn)濃度高于仔細(xì)定義的閾值時(shí)，細(xì)胞只對(duì)進(jìn)入的鈣離子做出應(yīng)答。這對(duì)于例如在晝夜節(jié)律或細(xì)胞過程中細(xì)胞定義它們的狀態(tài)或許是非常重要的，”Tidow博士說。
（生物通：何嬙）