Crosstalk between G-protein and Ca2+ pathways switches intracellular cAMP levels.
Crosstalk between G-protein and Ca2+ pathways switches intracellular cAMP levels.
复制标题
G 蛋白和 Ca2 通路之间的串扰会改变细胞内 cAMP 水平。
DOI：
10.1039/b807993e
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发表时间：
2009
影响因子：
--
通讯作者：
Valeyev NV
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Valeyev NV
环磷酸腺苷和环磷酸鸟苷是通用的细胞内信使，其浓度由分子网络调节，所述分子网络由降解这些化合物的腺苷酸环化酶或鸟苷酸环化酶和磷酸二酯酶的不同同种型组成。在本文中，我们采用系统生物学方法来开发这些网络的数学模型，首次考虑到所涉及的异构体的不同生化特性。为了探讨cAMP和cGMP联合调节的机制，我们应用我们的模型分析了Ca ~（2+）对草履虫纤毛摆动频率的调节。基于我们对这些模型的分析，我们提出，在活细胞中发生的异构体组合的多样性为依赖于这些网络的各种各样的细胞内过程提供了解释。在我们的模型中，包括G-蛋白受体和Ca 2+依赖的AC调节，使我们能够提出一个新的解释，涉及核苷酸调节的G-蛋白亚基的开关特性。模型的分析表明，取决于G蛋白亚基是否与AC结合，Ca 2+可以以浓度依赖性方式激活或抑制AC。由此产生的分析提供了一个解释以前的实验结果表明，在特定的Ca 2+浓度范围内，Ca 2+浓度的改变可以增加或减少纤毛跳动频率。
Cyclic adenosine monophosphate and cyclic guanosine monophosphate are universal intracellular messengers whose concentrations are regulated by molecular networks comprised of different isoforms of the synthases adenylate cyclase or guanylate cyclase and the phosphodiesterases which degrade these compounds. In this paper, we employ a systems biology approach to develop mathematical models of these networks that, for the first time, take into account the different biochemical properties of the isoforms involved. To investigate the mechanisms underlying the joint regulation of cAMP and cGMP, we apply our models to analyse the regulation of cilia beat frequency in Paramecium by Ca2+. Based on our analysis of these models, we propose that the diversity of isoform combinations that occurs in living cells provides an explanation for the huge variety of intracellular processes that are dependent on these networks. The inclusion of both G-proteinreceptor and Ca2+-dependent regulation of AC in our models allows us to propose a new explanation for the switching properties of G-protein subunits involved in nucleotide regulation. Analysis of the models suggests that, depending on whether the G-protein subunit is bound to AC, Ca2+ can either activate or inhibit AC in a concentration-dependent manner. The resulting analysis provides an explanation for previous experimental results that showed that alterations in Ca2+ concentrations can either increase or decrease cilia beat frequency over particular Ca2+ concentration ranges.
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DOI：
10.1124/jpet.302.1.1
发表时间：
2002-07-01
影响因子：
3.5
作者：
Watts, VJ
通讯作者：
Watts, VJ
草履虫可兴奋纤毛膜的钙/钙调蛋白调节鸟苷酸环化酶。
DOI：
10.1016/s0021-9258(17)44197-4
发表时间：
1983
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
S. Klumpp;G. Kleefeld;J. Schultz
通讯作者：
J. Schultz
影响因子：
3.3
作者：
Laub, MT;Loomis, WF
通讯作者：
Loomis, WF
DOI：
10.1074/jbc.270.1.1
发表时间：
1995-01
期刊：
The Journal of Biological Chemistry
影响因子：
--
作者：
R. Taussig;A. Gilman
通讯作者：
R. Taussig;A. Gilman
DOI：
10.1073/pnas.0504099102
发表时间：
2005-07-26
影响因子：
11.1
作者：
Dougherty, DP;Wright, GA;Yew, AC
通讯作者：
Yew, AC