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在免疫系统中,钙离子(Ca2+)的内流对免疫细胞的激活和行使功能起着至关重要的作用。这一过程主要是由钙库操纵的钙内流(store-operated Ca2+entry:SOCE)介导,并由定位在细胞膜上的CRAC (Ca2+release-activated Ca2+)通道完成的。CRAC通道是由定位在细胞膜上的Orai分子组成,并被定位在内质网(endoplasmic reticulum: ER)膜上的STIM (stormal interaction molecule)分子所激活。Orai分子组成了CRAC通道的钙离子选择孔,它有Orai1, Orai2和Orai3三个亚型,其中Orai1是最重要的,也是研究的最清楚的一个亚型。STIM分子能感受ER腔内钙离子浓度的变化,并激活Orai分子,开放CRAC通道,它有STIM1和STIM2两个亚型,其中STIM1是最重要的,也是研究最清楚的一个角色。在免疫细胞和非兴奋细胞中,由Orai1和STIM1组成的CRAC通道是钙离子内流的主要途径。在静息状态下,STIM1均匀弥散的分布在内质网膜上,胞浆内的Ca2+浓度处于一个很低的水平(~100nM)。当细胞受到刺激时,胞内产生的第二信使会打开ER上的Ca2十通道,导致此钙库的Ca2+大量外流,从而使ER内的钙离子浓度的下降,STIM1感受这一变化并寡聚成簇,迁移到细胞膜下与膜上的Orai1相互作用,从而激活CRAC通道,导致大量的钙离子内流。在免疫过程中,STIM1的激活对免疫细胞发挥功能起着至关重要的作用。在静息状态下,STIM1C末端和N末端都存在分子内自抑制机制。这种机制使STIM1维持在一个封闭构象,从而使其处于非活动状态,以维持胞内的低钙水平。由于STIM1N末端的晶体结构被解出,其分子内自抑制的机理也已变得相对清晰,而STIM1C末端的自抑制机理还不太清楚。在本研究中,我们首先根据线虫源的STIM1(CeSTIMl)和人源的STIM1(hSTIMl)在静息状态下不同的定位行为,以及他们之间的序列差异,在hSTIM1中预测了一段具有抑制性的结构域(residues310-317),这段结构域可能决定了静息状态下的CeSTIM1和hSTIM1的不同定位行为。接下来,我们用实验证实了这一预测,并进一步在这段结构域中鉴定出一个芳香族氨基酸—316位置的酪氨酸(Tyr;Y)—对维持STIM1静息状态下的封闭构象起了决定性的作用。在静息细胞中,当与Orai1共表达时,STIM1-Y316A突变体能自发的寡聚成簇,并迁移到细胞膜下,去激活CRAC通道。从体外的实验结果看,Y316A突变的引入导致纯化的STIM1片段更容易形成高阶聚集。我们所有的结果显示,316这个位置的酪氨酸参与了STIM1C末端静息状态下的分子内自抑制机制。我们认为这种自抑制能通道两种途径来达到:一,通过氢键和/疏水键与CAD结构域相互作用,从而把STIM1锁在一个失活状态;二,STIM1与STIM1之间通过以Y316为核心位点的结构域形成相互排斥力,使STIM1处于本底的二聚状态,从而使STIM1处于失活状态。