钙离子是真核细胞内最普遍的第二信使，它将多种胞外信号转化为细胞不同的功能活动。我们采用基因芯片方法研究了高苯丙氨酸暴露下胚鼠神经元基因表达谱的改变,结果显示高浓度苯丙氨酸引起calmodulin、Ca2+/calmodulin依赖蛋白激酶、L型Ca2+ channel等基因表达增高，calcineurin、细胞膜Ca2+-ATPase 2b等基因表达降低。钙成像结果显示高浓度苯丙氨酸、苯乳酸降低胞浆静息游离钙浓度，而苯乙酸使之降低后升高最后又降低。检索文献，我们仅查到铅中毒时铅降低游离钙浓度，多数疾病升高胞浆游离钙。本课题进一步研究苯丙氨酸、支链氨基酸、酪氨酸及其衍生物对胞浆游离钙的影响，并通过使用各种钙泵的阻断剂或激动剂，分析钙降低的原因；并研究氨基酸及其衍生物对细胞膜钙ATPase活性构相的影响，以深入苯丙酮尿症、枫糖尿症、酪氨酸血症导致神经系统损伤的机制以及与临床表现关系。