非兴奋细胞中的钙进入通道
Calcium Entry
Channels in Non-Excitable Cells
作者：Juliusz Ashot Kozak & James W. Putuney
出版社：CRC Press
索书号：Q582/C144a/2017/Y
ISBN：9781498752725
藏书地点：武大外教中心
活体细胞不停地进行新陈代谢活动，就必须不断地与周围环境进行物质交换，而细胞膜上的离子通道就是这种物质交换的重要途径。人们已经知道，大多数对生命具有重要意义的物质都是水溶性的，如各种离子，糖类等，它们需要进入细胞，而生命活动中产生的水溶性废物也要离开细胞，它们出入的通道就是细胞膜上的离子通道。离子通道由细胞产生的特殊蛋白质构成，它们聚集起来并镶嵌在细胞膜上，中间形成水分子占据的孔隙，这些孔隙就是水溶性物质快速进出细胞的通道。离子通道的活性，就是细胞通过离子通道的开放和关闭调节相应物质进出细胞速度的能力，对实现细胞各种功能具有重要意义。
钙离子通道是一类跨膜糖蛋白，形成一种近似漏斗的亲水小孔，对离子起选择性瓣膜作用，是细胞运输钙离子的通道。钙离子通道位于细胞膜上，主要维持细胞内的浓度梯度，使细胞外的钙离子浓度远远大于细胞内的钙离子浓度。电压依赖性钙通道（Voltage Dependent Calcium Channel，VDC）是位于细胞膜的跨膜异源多聚体蛋白质，它的开放与电压有关，为电压依赖性。根据钙通道传导性和对电压敏感性的不同，又进一步分为L、T、N三种亚型。不同VDC开放所需的膜电位不同，经各亚型内流钙离子的所介导的细胞效应也有不同。受体操纵钙通道（Receptor Operated Calcium Channel，ROC）与细胞膜上受体偶联，当特异性受体激动剂与受体结合后可使ROC直接开放，其开放与膜电压的变化无关。ROC广泛存在于不同组织，参与血小板聚集、血管收缩、一氧化氮释放、痛觉传导及腺体分泌等生理功能。钙离子通道调控失灵，大量钙离子就会进入细胞内，引起血管平滑肌收缩，血压就会升高，甚至会引起心绞痛、心肌梗死。适当正确地使用钙离子拮抗剂能及时关闭钙离子通道，阻断钙离子的非正常内流。
钙储存调控进入(Store Operated Calcium Entry，SOCE)是排空内质网膜(ER)钙储存导致钙流入质膜的过程，是钙进入的主要途径之一。该信号通路广泛存在于真核细胞中，参与许多重要Ca2+信号生理过程，如细胞分化和凋亡。虽然SOCE的许多生物物理特性被表述，但研究最清楚的是钙释放激活(Ca2+ release-activated Ca2+，CRAC)通道。表现出高Ca2+选择性，并且可以基于它们的低单一电导和对大单价阳离子的低渗透性与其他 Ca2+选择性通道区分开来。CRAC通道通过 ER Ca2+传感器基质相互作用STIM1和 STIM2 与 CRAC 通道蛋白Orai1、Orai2和Orai3的结合被激活。STIM蛋白与Orai通道结合并直接激活，这两个分子家族可以在异源表达系统中完全重构 SOCE，表明这些蛋白对于 SOCE 来说既是必要的又是充分的。
STIM 和 Orai 蛋白的发现推动了通道激活、调节和离子传导的分子机制的巨大进步。我们现在有了一个基本框架，用于在内质网Ca2+储存耗尽后如何激活通道。人类和动物研究也阐明了这些分子及其同系物（在哺乳动物 Orai2、Orai3 和 STIM2 中）在许多组织中的生理作用。最近通过RNA干扰技术在果蝇和哺乳动物细胞上鉴定出CRAC通道的两个组成蛋白STIM1和Orai1细胞静息时，STIM1均匀分布在ER上。一当钙库耗竭，ER上STIM1会聚集迁移到细胞膜下，相比而言，Orai1是一个形成CRAC通道孔的四次跨膜蛋白。有报道说STIM1作为ER上一个Ca2+感受器向细胞膜传导钙库耗竭信号。虽然钙库耗竭激活CRAC通道的过程被定量描述为四个步骤。T淋巴细胞和肥大细胞的储存操作通道 (SOC) 是第一个使用电生理技术表征的。
《非兴奋细胞中的钙进入通道》一书于2017年由CRC Press出版社出版。作者为Juliusz Ashot Kozak与James W. Putuney。作者希望这本书能为学习该领域的学者或研究员提供基本信息，帮助人们全面了解该领域的重点内容。在本书的每一章都介绍了钙进入途径的重要发现，特别是关于储存操作的钙通道的分子识别，这些在信号转导方法系列的早期卷中进行了回顾。还讨论了研究上皮细胞钙通道的晶体学和药理学方法。本书作为研究钙离子通道的专业书记，内容专业详实，语言浅显易懂，除此之外还有以下特点：
1、本书不仅介绍了钙离子通道，还结合具体实例的应用，使读者能够更加全面的了解该领域的专业知识。
2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，让读者全面了解该领域的前沿进展。
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本书目录
1. 记录 CRAC 和 TRPV5/6 通道的电生理方法
2. Orai/STIM通道的结构功能和亚基组成研究
3. 向质膜 Orai 通道发送 ER 储存耗尽的信号
4. 细胞因子对 Orai1 和 STIM1 的调节
5. CRAC 通道和 Ca2+ 依赖性基因表达
6. 在转基因动物模型中研究的 Orai/ STIM蛋白的功能
7. 使用 FRET 方法评估 STIM /Orai1 耦合界面的分子性质
8. 控制非兴奋细胞中钙进入的光遗传学方法
9. 通过 pH 调节 Orai/STIM通道
10. STIM蛋白的非Orai搭档：在内质网-质膜通讯和钙信号转导中的作用。
11. 由STIM管理的独立于储存的Orai通道
12. 钙离子内流在细胞增殖中的调节和作用
13. TRPV5和TRPV6钙选择通道
14. TRPV6的晶体结构测定
15. 联合单通道单分子测定鉴定色氨酸通道亚单位化学计量学
16. 储存操作的钙离子通道的药理学研究
兰天 武汉大学生命科学学院 博士研究生