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内质网的细胞生物学
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有多种多功能 ER 驻留蛋白,它们结合和缓冲 ER 腔中的大量 Ca2+,但也用作分子伴侣,例如 BiP、钙网蛋白、PDI 和 GRP94。然而,一部分 Ca2+ 是游离的,可用于 ER 腔中许多 Ca2+ 依赖性过程,例如'''蛋白质和脂质合成和质量控制''','''包括 UPR 的调节。ER Ca2+ 浓度的大幅降低导致错误折叠的蛋白质积'''累,并触发 ER 伴侣的产生增加,ER 到细胞核/ER 到质膜信号传导,以抑制 ER 蛋白合成并促进蛋白质降解以重建 ER 稳态。 === Calreticulin钙网蛋白 === 钙网蛋白在非肌肉细胞的内质网中结合了50%的钙离子。 另一个结构看起来非常像钙网蛋白的是钙连接蛋白'''calnexin''',但不同的是,钙连接蛋白'''是一种 I 型整合膜蛋白''','''具有 C 末端细胞质尾部'''。 钙网蛋白和钙联蛋白由两个不同的基因编码。钙网蛋白和钙连接蛋白都由不同的结构和功能结构域组成:一个球状 N 结构域、一个形成柔性环的延伸 P 结构域和一个 C 结构域,负责底物结合和蛋白质折叠。两种蛋白质的 P 结构域与 PDIA3 (ERp57) 形成异二聚体复合物(Hebert 和 Molinari,2007 年)和其他伴侣,这受 ER 腔中 Ca2 + 浓度变化的调节(Corbett 等人,2000 年;Corbett 和 Michalak 2000 年)。钙网蛋白的 C 结构域是高酸性的,以高容量结合 Ca2+,并以 Ca2+ 依赖性方式与蛋白质的 P 结构域相互作用(Boelt 等人,2016 年)。相比之下,钙联蛋白具有单个跨膜螺旋,后跟一个扩展的细胞质 micC 结构域,该结构域经历多种翻译后修饰(磷酸化、sumoylation、肉豆蔻酰化),并与几种细胞质蛋白相互作用(Roderick 等人,2000 年;Myhill 等人,2008 年;Cameron 等人,2009 年;Lynes 等人,2012 年,2013 年;Lakkaraju 和 van der Goot 2013;Lee 等人,2015 年;Dudek 等人,2015 年;Li 等人,2011 年;Jung 等人,2017b)。钙网蛋白和钙联蛋白都作为具有相似底物特异性的凝集素样伴侣发挥作用 (Hebert 和 Molinari 2007;Michalak 等人,2009 年;Halperin 等人,2014 年),两种蛋白质都参与所谓的钙网蛋白/钙联蛋白循环,确保糖蛋白在 ER 中的正确加工。钙网蛋白和钙联结蛋白基因的失活表现出非常不同的表型(Mesaeli 等人,1999 年;Rauch 等人,2000 年;Kraus 等人,2010 年;Denzel 等人,2002 年;Jung 等人,2018 年),表明尽管具有许多结构和生化特征,但这些蛋白质中的每一种在 ER 和 ER Ca2+ 稳态中都有不同的作用。钙网蛋白与其他 ER 驻留和整合膜蛋白相互作用以调节它们的功能 (Michalak et al. 2009)。例如,钙网蛋白与 PDIA1 的相互作用(Baksh 等人,1995 年)会影响 Ca2+ 耗竭时的管腔内质网氧化还原条件(Avezov 等人,2015 年),它与 PDIA3 的相互作用支持 ER 蛋白折叠(Hebert 和 Molinari 2007 年)。钙网蛋白与其他 ER 常驻伴侣 BiP、GRP94 和 PDI 一起作用,以维持 ER 腔中稳态游离 Ca2 + 浓度。重要的是,钙网蛋白破坏 Ca2 + 结合对 ER Ca2 + 稳态、细胞内交流和细胞生长有深远影响,导致细胞和生物体水平的不良后果。正如在其他 ER 管腔蛋白中观察到的那样,钙网蛋白的表达因 Ca2+ 耗竭、细胞应激和营养饥饿而增加(Waser 等人,1997 年;Michalak 等人,2009 年
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