Yao Y, Choi J, Parker I
Department of Psychobiology, University of California Irvine 92717, USA.
J Physiol. 1995 Feb 1;482 ( Pt 3)(Pt 3):533-53. doi: 10.1113/jphysiol.1995.sp020538.
利用视频速率共聚焦显微镜对由肌醇1,4,5 -三磷酸(3 -脱氧 - 3 -氟 - D - 肌醇1,4,5 -三磷酸;3 - F - InsP3)代谢不良衍生物诱导非洲爪蟾卵母细胞释放的Ca2+进行可视化,以成像由指示染料钙绿 - 1报告的荧光信号。
低(10 - 30 nM)细胞内浓度的3 - F - InsP3诱发Ca2+释放,表现为局部短暂的“ puff ”。逐渐增加的浓度(30 - 60 nM)引发由puff触发的流产型Ca2+波,然后(> 60 nM)导致Ca2+持续升高,随后出现传播的Ca2+波。在产生波的浓度以下,puff的频率随[InsP3]的大约三次方增加,而其幅度仅略有增加。
puff期间胞质Ca2+的升高开始突然,并在约50毫秒内达到峰值。游离Ca2+的峰值水平约为180 nM,释放的Ca2+总量为几个阿托摩尔(10^(-18)摩尔),太多以至于不能由单个InsP3门控通道的开放来解释。随后Ca2+的下降在几百毫秒内发生,主要由Ca2+从释放位点扩散决定,而不是由再摄取决定。Ca2+的横向扩散限制在几微米,这与Ca2+离子的有效扩散系数约为27微米²/秒一致。
在给定位点记录的puff的峰值幅度大致呈高斯分布,并且一小部分位点始终产生比主要群体大得多的puff。单个位点连续puff之间的间隔呈指数分布,但在短于约10秒的间隔中观察到puff逐渐减少。因此,puff的触发似乎在从不应期恢复后由随机决定。
相隔超过几微米的位点处puff的发生之间几乎没有相关性,表明puff位点可以自主发挥作用,但紧密相邻(约2微米)的位点表现出高度相关的行为。
puff起源于动物半球中密度约为每30微米² 1个的位点,位于质膜下方约5 - 7微米的窄带内。
我们得出结论,Ca2+ puff代表InsP3诱发的Ca2+释放的“量子”单位,其可能产生是因为胞质Ca2+离子的局部再生反馈导致几个紧密聚集的InsP3受体通道协同开放。