钙离子信号调节着细胞的收缩、分泌、活动、转录、分化、凋亡等一系列重要的生理功能。而细胞中多种多样的钙泵和细胞膜上不同性质的钙离子通道则正是钙离子信号产生的基础。在非兴奋性细胞中,胞外钙离子的进入主要通过钙池操纵的钙内流(Store-operated calcium entry, SOCE)通道完成。它主是指在内质网钙库清空后,细胞膜上的通道被激活,胞外钙离子内流从而使内质网钙库重新充盈的过程。通过对SOCE通道分子身份的研究,确定位于细胞膜上的通道组成部分Orai1和位于内质网膜上的钙离子浓度感受器STIM1这两个分子是SOCE的主要参与者。随着单细胞技术,电生理技术以及激光共聚焦显微镜等一系列细胞实验技术的发展,人们对于STIM1激活Orai1的过程以及二者之间相互作用区域有了一定的了解。特别是STIM1N端的钙离子结合区域结构的解析,使人们对于SOCE的触发机制有了更好的认识。但是目前对于STIM1C端行使激活通道功能的大部分区域的结构一直未知。因此,对于STIM1与Orai1之间的相互作用以及通道激活的细节都了解的不是很清楚。本文通过系统地对STIM1C端的不同长度区域进行纯化和晶体筛选,最终得到了STIM1C端激活Orai1最短区域SOAR的纯化蛋白。通过结晶条件的筛选,得到了用于结构解析的晶体并对其结构进行了解析。结合人类SOAR晶体结构提供的信息以及本实验室其它实验组的结果,本文对STIM1激活Orai1的可能机制进行了推测：STIM1分子在静息状态时可能主要以二体形式存在,其激活区域被位于C端内部和SOAR前部的抑制螺旋(IH)所抑制从而处于关闭状态。当钙库清空时,钙离子从EF-hand上解离,N端构象发生变化。引发C端发生一系列改变,转变为比较伸展的状态从而使SOAR从C端释放出来,在靠近膜周的位置发生聚集并最终激活膜上的Orai1通道。在功能方面,本文对STIM1, Orai1分子在病理性心肌肥大过程中所扮演的角色进行了探索。发现使用SiRNA干扰STIM1, Orai1后,可以中和由病理性信号刺激的心肌肥大现象。并且由STIM1,ORAI1介导的信号途径与蛋白激酶D3(Protien kinase D3, PDK3)介导的信号途径存在着交互作用。本文对于STM1分子SOAR区域的研究,为揭示STM1激活Orai1通道的分子机制提供了重要的结构生物学信息,对于研究SOCE的调控过程具有重要意义。下一步的工作将主要集中在Orai1通道关闭失活的调控方面。此外,本文还探索了STM1, Orai1分子介导的钙离子信号在心肌肥大过程中的作用,为更好地理解心肌肥大过程中涉及的信号通路提供了新的思路。在未来的工作中,将对STM1如何被激活并最终通过什么样的途径导致心肌肥大的细节等问题加以研究,为临床方面心肌肥大的治疗提供新的可能靶点。