钙调素结合蛋白功能研究进展
摘要：钙调素(CaM)作为最重要的一类Ca2 传感蛋白可以通过与其下游CaM结合蛋白(CaMBP)作用而调节细胞的生理功能。CaM自身没有酶活性，但能与靶蛋白相互作用并调节靶蛋白活性。因此，CaM介导的信号传递只有通过与其下游的靶蛋白—钙调素结合蛋白(CaMBP)作用才能调节细胞的生理功能。钙调素结合蛋白(CaMBP)指能和CaM结合的所有蛋白质其中包括已经确定其活性值接受CaM调控的各种酶类以及在体外或体内条件下能和CaM结合的蛋白。本文从钙信号、CaMBP种类和CaMBP的生物学功能等方面概括了钙调素结合蛋白功能研究进展。
关键词：钙调素；钙调素结合蛋白；生物学功能；研究进展
一、文献综述
1、钙信号简介
钙离子(Ca2 )是一种广泛存在于真核生物中的重要细胞信使。Ca2 介导的信号参与植物生长发育过程以及很多其他生理过程的调控。生物和非生物因子，如光胁迫、温度胁迫、盐胁迫、植物激素和病原菌等都会引起细胞内Ca2 浓度的短暂升高，从而形成细胞钙信号(Dodd等2010)。
钙离子作为动植物及微生物细胞内重要的第二信使，参与了胞内很多生理反应。钙离子作为离子信号分子，需要下游受体才能将信号传递下去并调节多种生化和细胞反应。植物中钙感受器主要分为三大家族：钙调素(也称钙调蛋白)(calmodulin,CaM)和类钙调素(也称类钙调蛋白)(CaM-like protein,CML)、类钙调神经素B(calcineurin-B like protein,CBL)以及钙依赖型蛋白激酶(Ca2 -dependent protein kinase,CDPK)。这些钙感受器在植物生长发育过程中具有重要的作用。
2、钙调素结合蛋白种类
CaM广泛存在于真核细胞内，是高度保守的、最重要的一类钙离子受体，参与各种生理活动的信号转导。CaM自身没有酶活性，通过其靶标——钙调素结合蛋白(calmodulin-binding protein,CaMBP)来调节细胞生理(Rhoads and Friedberg,1997;Snedden and Fromm，1998;Reddy and Day,2001)。晶体结构研究表明，CaM的N端和C端为2个球形结构域，中间通过alpha;螺旋相连，每个球形区含有1对由EF-hand基序组成的Ca2 结合域；1个CaM分子可以与4个Ca2 结合。Ca2 与CaM结合后形成Ca2 -CaM复合体，使CaM的构象发生变化，暴露出球形区带负电荷的疏水性表面，并在CaM与靶蛋白互作中发挥作用(Bähler and Rhoads,2002)。CaM与Ca2 结合调节细胞内一些靶蛋白的活性，是细胞内Ca2 信号传导途径中的主要信号转导分子，介导调控由Ca2 引起的一系列生理生化反应，参与并调节细胞的增生、分化、运动等基本代谢过程。
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