钙通道的钙调蛋白依赖性易化与失活的分子机制

批准号:
31071004
项目类别:
面上项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
郝丽英
依托单位:
学科分类:
C1101.循环与血液生理
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭凤、邓欣、胡慧媛、赵美眯、高青华、孙雪菲、任丽霏、何桂林、孙威
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中文摘要
钙调蛋白(CaM)依赖性易化与失活是我们最近提出的新概念,它与经典的钙离子(Ca2+)依赖性易化与失活一起构成了钙通道调节的两个正负反馈机制系统。关于两者的关系,我们提出了两者间相互影响,而CaM依赖性易化与失活机制可能更为基本的新观点。CaM蛋白呈哑铃型构象,由氨基端的N环、羧基端的C环和两环间的连接三个部分组成,N、C环上各有亲和力不同的两个Ca2+结合位点。本研究拟采用分子生物学手段及膜片钳制技术开展如下研究:(1)观察CaM半剪切体及Ca2+结合位点点突变体对钙通道活性的易化与失活作用及其Ca2+浓度依赖性;(2)观察各CaM与通道蛋白的结合关系及其Ca2+浓度依赖性;(3)各条件下钙通道活性及蛋白结合量与[CaM]及[Ca2+]三维量效关系的数学模拟。通过探讨CaM的 N环、C环及其连接部在CaM依赖性易化与失活中的不同作用,明确CaM引起钙通道活性易化与失活的分子机制。
英文摘要
Calmodulin(CaM,钙调蛋白)通过与钙离子(Ca2+)结合介导了钙通道的Ca2+(CaM)依赖性易化与Ca2+(CaM)依赖性失活过程,形成了钙通道特有的正负反馈调节机制。本项目探讨了该过程的分子机制,结果如下。(1)采用重组GST融合蛋白技术,建立了大量纯化具有生物活性的CaM及其Ca2+结合位点突变体CaM12、CaM34、CaM1234蛋白的方法。(2)采用半定量GST pull-down assay法和结合量曲线拟合,研究了CaM及其突变体与Cav1.2的C末端蛋白CT1的结合,发现CaM和CaM12与CT1的结合具有浓度依赖性和[Ca2+]依赖性;在高[Ca2+]下,CT1可以结合约两分子的CaM。CaM34和CaM1234与CT1结合时,[Ca2+]依赖性消失,提示CaM的C-lobe起着更为重要的作用。(3)CaM及其突变体也可以与Cav1.2的N末端结合,当[Ca2+]升高至10 μM和2 mM时,CaM与NT结合较明显。(4)CaM半剪切体(N-lobe或C-lobe)均可单独与Cav1.2的C末端结合,而且均存在[Ca2+]依赖性。C-lobe较N-lobe有更高的结合量。(5)CaM半剪切及其突变体均可以与IQ和preIQ基序结合,C-lobe与IQ及preIQ的结合量高于N-lobe的结合量。有趣的是C-lobe与preIQ的结合发生在较高[Ca2+]条件下。(6)CaM的N-lobe和C-lobe均可以与Cav1.2的N末端(NT)结合,结合量随[Ca2+]的增加而增加。C-lobe与NT的结合也需要较高的[Ca2+]。结论:在低和中等[Ca2+]时,Cav1.2可能只能结合一个CaM分子;随着[Ca2+]升高,结合量增加,这可能是通道活性易化的基础;当[Ca2+]进一步升高,或CaM浓度升高时,Cav1.2的C末端可以结合两个分子的CaM,这可能与通道的失活机制相关;CaM与Cav1.2钙通道可以同时形成的N-lobe与Cav1.2的NT,C-lobe与 Cav1.2的 CT,或C-lobe与Cav1.2的NT,N-lobe与 Cav1.2的CT结合的架桥式构型,为Ca2+(CaM)依赖性失活提供了结构基础。研究共发表论文43篇,其中SCI论文10篇,优秀论文奖7篇。培养博士研究生5人,硕士研究生3人,完成了预期目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2013
期刊:中国医科大学学报
影响因子:--
作者:何桂林;邵冬雪;印丹丹;胡慧媛;郭凤;王红梅;郝丽英
通讯作者:郝丽英
DOI:10.1007/s12576-013-0270-y
发表时间:2013-09-01
期刊:JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES
影响因子:2.3
作者:He, Guilin;Guo, Feng;Hao, Liying
通讯作者:Hao, Liying
Effects of Astragaloside IV on Action Potentials and Ionic Currents in Guinea-Pig Ventricular Myocytes
黄芪甲苷对豚鼠心室肌细胞动作电位和离子电流的影响
DOI:10.1248/bpb.b12-00655
发表时间:2013-04-01
期刊:BIOLOGICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN
影响因子:2
作者:Zhao, Meimi;Zhao, Jinsheng;Hao, Liying
通讯作者:Hao, Liying
DOI:--
发表时间:2013
期刊:中国药理学通报
影响因子:--
作者:赵金生;李刚;高青华;郭凤;赵美眯;刘书源;朱彤;郝丽英;
通讯作者:
DOI:--
发表时间:2013
期刊:中国医科大学学报
影响因子:--
作者:刘书源;刘雅茹;高青华;赵美眯;赵金生;孙雪菲;郝丽英
通讯作者:郝丽英
多肽ATH-1以适配器方式促进CaMKII招募E3泛素连接酶WWP2改善心肌肥厚的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:郝丽英
- 依托单位:
Calmodulin的N环和C环与心肌CaV1.2钙通道的多个结合位点交互作用介导其Ca2+依赖性失活的机制研究
- 批准号:31471091
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:86.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:郝丽英
- 依托单位:
具有钙通道活化作用的一种细胞内蛋白因子的分离纯化和鉴定及其作用机制的研究
- 批准号:30870907
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:31.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:郝丽英
- 依托单位:
L型钙通道调节机制中calpastatin 和calmodulin的相互作用
- 批准号:30670761
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:郝丽英
- 依托单位:
国内基金
海外基金
