1。2 受磷蛋白的结构特点

受磷蛋白（PLN)是在肌浆网中表达的 52 个氨基酸组成的一种单跨膜蛋白。 通过结合高分辨率的液体核磁和固体核磁，我们发现受磷蛋白是一个风车一样的 均一五聚体，且五聚体中的每个单体都呈 L 型的分子构型，分子量大约在 25KDa。

在其跨膜区域形成了直径 2Å，长为 24Å的疏水孔道。有假说认为 PLN 组成了钙 离子或者是氯离子的选择性通道。也有人认为可能起到缓冲或储存的作用。跨膜 结构域包含可磷酸化的位点[4]。图 1-1A、B 分别为受磷蛋白从不同角度模拟的结 构示意图。

图 1-1 受磷蛋白侧面结构示意图(A)和正面结构示图（B）

1。3 受磷蛋白的功能特性

作为心肌收缩的基本调节蛋白的受磷蛋白（PLN）。Ca2+循环的失常是许多 心理疾病的根源,Ca2+循坏主要包括这三个阶段：肌浆网 Ca2+的释放，Ca2+的摄 取，Ca2+的储存。Ca2+-ATPase 在控制心肌细胞中 Ca2+的循环起着控制性的作用， 所谓的心肌（cardiacmuscle）由心肌细胞构成的一种肌肉组织[5]。由于心肌细胞 的肌浆网不如骨骼细胞发达，所以心肌细胞不能像骨骼肌细胞一样，通过肌浆网 释放 Ca2+以促进肌肉的收缩，心肌细胞的收缩要依靠 Ca2＋的内流。子进入肌浆 膜刺激肌浆网（SR）释放钙离子，引起肌肉收缩（钙离子诱发钙离子释放机制）。 钙离子结合肌钙蛋白复合体，发出肌肉收缩的信号。当钙离子通过心肌肌浆网钙 泵回到 SR，就出现心脏舒张。称为钙诱导钙释放(calcium-inducedcalciumrelease， CICR)。心肌的收缩和舒张有赖于浓度 Ca2＋的变化，心肌舒张，Ca2＋浓度减少。 这时候钙泵，也就是 Ca2＋-ATPase (SERCA)，将 Ca2＋又送回肌浆网，从而使浆胞 中 Ca2＋的含量减少。肌浆网钙泵的活性受到与其相互作用的受磷蛋白（PLN)调 控，受磷蛋白存在磷酸化和非磷酸化的两种可逆变化的形态[6]。非磷酸化的受磷 蛋白对钙泵的活性具有抑制作用，磷酸化增强了受磷蛋白细胞质区域的构象动论文网

力，导致了两亲性螺旋的部分解旋，减弱这种抑制作用。

1。4 受磷蛋白磷酸化作用

PLN 对 Ca2＋-ATPase (SERCA)有抑制的作用，PLN 是一种可以被磷酸化的蛋 白，对 PLN 磷酸化可以解除这种抑制作用。因此对于 PLN 磷酸化以及非磷酸化 的结构特性和功能特性的研究变得至关重要，也是标靶蛋白质最基础的一步。

在液体膜非磷酸化的 PLN 是一个均一五聚体风车状的拓扑结构，有一个长 的疏水的跨膜小孔，直径偏小大约 2Å，水合的钙离子和氯离子不能被运输，然 而最近的生物研究认为磷酸化的 PLN 五聚体可能形成离子通道促使钙离子排 出。通过 ssNMR 观察磷酸化 PLN 五聚体的结构，拓扑结构和构象。我们发现， 与非磷酸化的 PLN 相同，在磷酸化的作用下类脂膜上 PLN 保持它的整体架构， 普遍都是呈风车的构象。再根据电化学方法测得值，发现磷酸化的 PLN 上跨膜 的孔与离子选择性通道构造不同，而是在 SERCA 的抑制区域保持低聚物的活性 [7]，低聚物的作用主要用于保持单体的数量。活性低聚物对 SERCA 有缓冲的作 用[8]。

PLN 有三个可被磷酸化的位点，Thr-17 和 CAMP，Ser-16heCaM 依赖蛋白激 酶，Ser-10 和钙磷脂依赖蛋白激酶[9]。受磷蛋白有两种存在形式：单体、五聚体。 其中单体是其功能的存在形式，五聚体则是其活性单位的存在形式。无论是磷酸 化和非磷酸化 PLN 在一定的生理范围内都能保持 SERCA 的功能特性，微调磷 酸化单体的浓度能够抑制和促进 SERCA。超过这个范围的上线或功能丧失就会 导致心脏病的恶化。要保持 SERCA 的功能性就要在这个生理范围内保持单体和 低聚态的平衡。