Department of Zoology, La Trobe University, Melbourne, Victoria, Australia.
Clin Exp Pharmacol Physiol. 2010 Mar;37(3):385-91. doi: 10.1111/j.1440-1681.2009.05310.x. Epub 2009 Sep 28.
骨骼肌纤维含有普遍存在的(μ-钙蛋白酶和 m-钙蛋白酶)和肌肉特异性(钙蛋白酶-3)Ca(2+)依赖的蛋白酶。钙蛋白酶的生理作用尚未得到很好的理解,尽管普遍存在的钙蛋白酶与细胞凋亡和肌发生有关,而钙蛋白酶-3可能参与了肌节重塑。钙蛋白酶-3表达缺陷导致 2A 型肢带型肌肉营养不良。
在静息时Ca(2+)下,钙蛋白酶主要以全长、未自溶/未激活的形式存在。一旦被激活,μ-钙蛋白酶和钙蛋白酶-3会以自溶形式出现,并且可以通过这种测量来确定体内何时发生激活。内源性表达的μ-钙蛋白酶和钙蛋白酶-3在生理[Ca(2+)]范围内以 Ca(2+)和时间依赖的方式被激活。
在骨骼肌中,μ-钙蛋白酶是一种可自由扩散的蛋白质,当Ca(2+)增加时会迅速结合。钙蛋白酶-3在骨骼肌纤维中紧紧结合在大弹性蛋白titin 的 N2A 线上。
总体而言,无论是 μ-钙蛋白酶还是钙蛋白酶-3,在短跑、耐力或离心运动后都不会立即被激活,尽管在这些类型的肌肉收缩过程中会经常出现高细胞质[Ca(2+)]。然而,重要的是,在单次离心运动后 24 小时,大量的钙蛋白酶-3(但不是 μ-钙蛋白酶)被激活。
体外研究表明,如果暴露于比正常水平高 2 至 4 倍的静息细胞质[Ca(2+)]超过 1 小时,钙蛋白酶-3会被激活。这表明,离心收缩后可能发生的小但持续的Ca(2+)增加既高又长,足以导致钙蛋白酶-3激活,并支持钙蛋白酶-3在肌节重塑中的作用。