作为一种重要的离子信使，Ca²⁺通过调控一系列下游的效应器调控多种生命过程，例如胞吐、肌肉收缩、受精、酶的活性及免疫反应。由郑劼(加州大学Davis分校生理与膜生物学系)、曾旭辉(南昌大学生命科学研究院)和王世强(北京大学生命科学学院)三位教授联合组织的“Calcium signaling ”专题于2015年第1期在SCIENCE CHINA Life Sciences 发表。该专题含1篇研究论文和7篇综述，分别从Ca²⁺感受器, Ca²⁺稳态、Ca²⁺运输通路及Ca²⁺信号研究的新技术、新方法等方面进行了报道。

         Ca²⁺可以与其感受器（如钙调素）结合并使之被激活，然后调控各种下游效应蛋白的功能。Michigan State University的王红兵教授及其合作者研究了依赖于Ca²⁺/钙调素的蛋白激酶IV(CaMKIV) 在神经信号传导中的作用。

         血浆中Ca²⁺被严格调控在一个稳态。副甲状腺素调控饮食中的Ca²⁺摄入量、骨组织中Ca²⁺ 的释放及从肾脏尿液中Ca²⁺的再吸收。Calcium-sensing receptors (CaSRs) 监控这些器官中的胞外Ca²⁺水平、调控副甲状腺素的释放及Ca²⁺ 的再吸收。Georgia State University 的Jenny J Yang教授及其合作者完整呈现了当前对CaSRs如何监测胞外Ca²⁺ 水平及如何维持Ca²⁺ 稳态的理解。

         跨膜Ca²⁺ 的运输主要有四条通路。其中由电信号调控的通路主要是由电压门控型通道（VGCC）介导。属于GTPase家族的RGK蛋白是VGCC的内源调控器，它与VGCC结合并调控其表达与生物学功能。Columbia Universtiy的杨建教授及其合作者综述了RGK介导的VGCC抑制及这种抑制在心脏及神经系统中的生理学意义；TRP通道是一类广泛存在的Ca²⁺ 通道蛋白，它可以感受多种生理和化学信号。University of Texas Health Science Center at Houston的朱熹教授及其合作者综述了TRPC4及其小分子调控因子方面的最新研究进展；Store-operated Ca²⁺ entry (SOCE) 调控胞内Ca²⁺稳态及增殖、迁移和入侵等细胞活动。Ca²⁺感受器(STIM蛋白)和Ca²⁺通道(Orai 蛋白)的发现为研究SOCE提供了分子基础。Ohio State University 的麻建杰教授及其同事对SOCE及其在癌症发生中的作用进行了总结；胞内钙库的释放主要由两类通道（IP3受体和RyR受体）介导，其中RyR受体被Ca²⁺ 激活后引起的Ca²⁺ 释放（CICR）是心肌收缩所需Ca²⁺的重要来源。University of Michigan的Héctor H Valdivia 教授及其同事揭示了心肌细胞特异的RyR在基因突变后导致心律失常的机制；线粒体中的Ca²⁺对代谢活动至关重要，Ca²⁺失调导致缺血性疾病及神经性病变。线粒体中Ca²⁺的输出是由Na⁺/Ca²⁺ exchanger(NCX)完成的，Ben-Gurion University of the Negev的Israel Sekler教授及其同事介绍了一类线粒体NCX（NCLX）及其在各类细胞中的作用。

         对参与Ca²⁺信号转导的蛋白进行高分辨率的结构解析，特别是使用最新的cryo-EM技术，对Ca²⁺信号研究无疑大有帮助。University of Washington的王立国教授及其同事介绍了膜蛋白样品的制备及脂质膜重构方法的最新进展。

         该专题是对Ca²⁺信号研究进展的系统总结，敬请关注！

http://link.springer.com/journal/11427/58/1/page/1

了解最新科研进展，请关注《中国科学》杂志社公众微信

搜索：scichina1950  或  中国科学杂志社