Ca2+是細(xì)胞中最常見的一種第二信使,,控制許多細(xì)胞學(xué)反應(yīng)。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度下降時(shí),,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(xué)和生理學(xué)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)突變會改變CRAC通道的離子選擇性,。說明Orai實(shí)際上是CRAC通道孔道形成的一個(gè)組成部分(pore-forming subunit),。
Andriy V. Yeromin在《Nature》的文章中提到: thapsigargin誘導(dǎo)的S2細(xì)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(diǎn)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(jià)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(dǎo)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(xì)胞和纖維原細(xì)胞中的功能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不謀而合,。Prakriya等發(fā)現(xiàn)人類Orai蛋白中的兩個(gè)保守酸性殘基——第106位和第180位的兩個(gè)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(qiáng),。
這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(gè)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(xué)應(yīng)用還需要對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步研究。