Ca2+是細胞中最常見的一種第二信使,控制許多細胞學反應(yīng),。當細胞內(nèi)Ca2+濃度下降時,鈣離子釋放活化鈣離子(Ca2+ release-activated Ca2+ ,,CRAC)通道調(diào)節(jié)Ca2+穿過漿膜入胞,。盡管CRAC的藥理學和生理學特征已經(jīng)被研究的很清楚了,但是它們的分子特征還不為人知,。
有研究證實跨膜蛋白Stim(stromal interaction molecule)和Orai能夠激活CRAC通道,,但是最近一篇發(fā)表在《Nature》上的文章,和更早一點發(fā)表在《Nature Cell Biology》上的文章證明,,Orai不止有調(diào)節(jié)功能,,其關(guān)鍵的酸性氨基酸殘基點突變會改變CRAC通道的離子選擇性。說明Orai實際上是CRAC通道孔道形成的一個組成部分(pore-forming subunit),。
Andriy V. Yeromin在《Nature》的文章中提到: thapsigargin誘導的S2細胞中Ca2+濃度下降后,,Stim和Orai之間的相互作用對于CRAC通道的活性是至關(guān)重要的。另外果蠅和人類Orai的S1-S2區(qū)域相對保守,,點突變Orai的S1-S2區(qū)域發(fā)現(xiàn),,第180位的谷氨酸殘基是CRAC通道離子選擇功能的關(guān)鍵殘基。將此區(qū)域的谷氨酸用天門冬氨酸替換,,CRAC本來能夠選擇Ca2+內(nèi)流的性質(zhì)改變?yōu)檫x擇單價陽離子通過,,或者出現(xiàn)Ca2+外流。若將此處的谷氨酸用丙氨酸替換會導致離子通透性喪失,,提示Orai是CRAC通道的結(jié)構(gòu)性亞單位之一,。
這種結(jié)果與Prakriya等檢測重組Orai蛋白在T細胞和纖維原細胞中的功能的實驗結(jié)果不謀而合。Prakriya等發(fā)現(xiàn)人類Orai蛋白中的兩個保守酸性殘基——第106位和第180位的兩個谷氨酸殘基與Ca2+內(nèi)流有關(guān)(人類第106位谷氨酸殘基與果蠅中谷氨酸180殘基相對應(yīng)),。將第106位的谷氨酸殘用天冬氨酸殘基替換,,或者將第190位谷氨酸殘基突變?yōu)楣劝彼猁},結(jié)果CRAC通道對Ca2+的敏感性下降,,Ca2+對Na+電流的阻塞作用下降,,通道對Cs+的通透性增強。
這兩個實驗結(jié)果提示:Orai不止是CRAC通道的激活劑,而且是調(diào)節(jié)離子通道敏感性的一個關(guān)鍵亞基,。第106位谷氨酸殘基和第180位谷氨酸殘基調(diào)節(jié)Ca2+和離子通道的相互作用,,并且決定了極性大小。開發(fā)CRAC的藥理學應(yīng)用還需要對其結(jié)構(gòu)進行進一步研究,。