Membrana celulara

FUNDAMENTE TEORETICE

SI METODE IN CERCETAREA

BIOMEDICALA FUNDAMENTALA

Mai 2011

BAZELE MOLECULARE

ALE PROCESELOR FIZIOLOGICE

DE LA NIVELUL BIOMEMBRANELOR

Mai 2011

Esenţa vieţii (fenomene biotice) constă în capacitateastructurilor vii de a oxida gradat diferite substanţe, utilizândmare parte din energia chimică astfel eliberată pentrudesfăşurarea anumitor reacţii chimice ce consumă energie(endergonice).

Ansamblul acestor procese de nivel molecular se numeşte metabolism şi stă la baza vieţii, asigurând condiţiileenergetice pentru fenomenele antientropice de păstrare şidezvoltare a structurilor proprii.

• Metabolismul cuprinde fenomene– catabolice (litice)– anabolice (sintetice)

• Catabolism înseamnă deci scindarea substanţelor complexe, cu eliberare de energie chimică de legătură, care este înparte stocată sub forma legăturilor fosfat macroergice din diferiţi compuşi, în special adenozin-trifosfat (ATP).

• Lanţurile de reacţii catabolice realizează de fapt un transfer treptat de electroni către atomii de oxigen, rezultând în final CO2 şi H2O, precum şi alţi produşi finali de catabolism, ce nu mai pot fi oxidaţi la nivel celular.

• Anabolism înseamnă sinteză de substanţe proprii, cu consumde energie, furnizată de catabolism prin ATP.

• Tesutul este o grupare de celule învecinate ce aparţinaceluiaşi tip tisular, adică au aceeaşi specializare morfo-funcţională. Tipurile tisulare principale sunt: epitelial, muscular, nervos, conjunctiv.

• Organele sunt grupări tisulare structurate în scop de integrare a funcţiilor, care pot astfel deveni mai complexe, cu elemente calitativ superioare ce nu se manifestă ca atare la simplul nivel celular sau tisular.

• Tot astfel organele formează sisteme funcţionale de organe, numite uneori aparate.

• Organismele sunt organizate în nivele superioare, pe plan ecologic (populaţie, biocenoză / ecosistem, biosferă) şisistematic (populaţie, specie, gen, familie, clasă, încrengătură, regn).

Pornind de la aspectele generale şiparticulare ale funcţiilor celulare, fiziologiadescrie integrarea acestora la nivel de organ, sistem şi organism în cadrul “marilor funcţii”

de nutritiţie (digestie, respiraţie, excreţie, circulaţie),

de reglare / comandă / control (neuro-endocrine),

de relaţie (senzoriale, somatomotorii, psihocomp.).

• Intrucât în organismul uman marea majoritate a celulelornu pot întreţine schimburi directe cu mediul extern al acestuia, pentru viaţa şi activitatea lor, a fost necesar ca acestea să se diferenţieze şi să se organizeze în organe, aparate şi sisteme care să poată să pună celulele încontact indirect, prin intermediul mediului intern, cu mediulînconjurător.

• In acest scop s-au diferenţiat: aparatul digestiv care asigură aportul de substanţe nutritive şi biologic active din mediul extern, sistemul hemodinamic care asigurădistribuţia sângelui purtător de nutrimente şi principiibiologic active tuturor ţesuturilor, aparatul respirator care asigură oxigenul necesar metabolismului şi îndepărtareabioxidului de carbon

La nivel celular se manifestă toate proprietăţile generale, fundamentale, ale materiei vii: metabolismul, excitabilitatea, mişcarea, reproducerea.

Ele sunt asigurate morfofuncţional la nivel subcelular în mod diferenţiat, prin specializările organitelor celulare. Unele aspecte ale vieţiisunt prezente izolat, oarecum incomplet, şi la nivel de organite izolate şichiar ansambluri supramoleculare reconstituite artificial.

Pe de altă parte, în cadrul organismelor pluricelulare ele suntintegrate, rezultând manifestări complexe la nivel de ţesut, organ, aparat, organism.

Celula este alcătuită din membrană, citoplasmă şi nucleu. Componenta principală a membranei este plasmalema, un bistrat

fosfolipidic în care se găsesc proteine periferice şi integrale, la care se adaugă glicokalixul (cu compoziţie predominant glicoproteică) la exterior şi citoscheletul submembranar şi reticulul superficial la interior.

Citoplasma este compartimentată printr-un sistem de membrane fosfolipidice intracelulare.

Organitele delimitate de membrane sunt de tip vezicular / canalicular şi cuprind: reticulul endoplasmic, mitocondriile, lizozomii, aparatul Golgi, vezicule de endo- şi exocitoză.

Alte organite (nedelimitate de membrane) pot fi granulare, ca ribozomii şi diverse incluziuni citoplasmatice, sau fibrilare, grupate într-un ansamblu morfo-funcţional numit citoschelet.

In afară de organitele menţionate, comune tuturor celulelor, există varietăţi ale acestora, caracteristice anumitor tipuri celulare.

- structurarea filamentelor de miozină şi actină în miofibrile cu organizare sarcomerică în fibrele musculare striate.

- în axonii neuronilor se constituie neurofilamente, în care tubulinaparticipă la transportul axonal de substanţe

- evaginări membranare filiforme ale plasmalemei numite cili, cepot fi mobili prin prezenţa unei diferenţieri citoscheletice specifice.

- în timpul mitozei microtubulii formează fusul de diviziune, ceasigură migrarea către polii celulei a materialului genetic (cromatide încazul mitozei sau cromozomi în cazul meiozei).

B4. Potentiale membranare: asimetria ionica si ecuatia GoldmanB4.1. Polarizari si depolarizari locale si globaleB4.2. Potentiale de actiune

B3.4. Canale de clorB3.3. Canale de potasiuB3.2. Canalul de sodiu voltaj-dependent rapidB3.1. Canale ionice: operare, definitii si clasificări

B3. Transferul de substante prin plasmalema: definitii, clasificari siexemplificari (exceptand canalele ionice)

B4. Jonctiuni celulare

B2. Structuri asociate cu plasmalema: glicokalix; citoschelet si reticulendoplasmic submembranar

B1. Mozaicul fluid si diferentierile sale functionale: domenii membranarelipid rafts, caveole, poli de exocitoza

B. PLASMALEMA SI STRUCTURILE ASOCIATEA. DEFINITII SI CLASIFICARI ALE BIOMEMBRANELOR

F. SINTEZA: PROCES, MEMBRANA, SUBSTRAT MOLECULARE. MEMBRANA NUCLEARA

D. MEMBRANE MITOCONDRIALE; FOSFORILAREA OXIDATIVAC4. Traficul fosfolipidelor membranare: sintezaC3. Membrana lizozomalaC2. Sinteza proteica si procesarea post-translationalaC1. Transferul de substante prin membrana reticulara: exemplificariC. MEMBRANA RETICULARA: ARHTECTURA, DIFERENTIERIB5.6. Receptori pentru peptideB5.5. Receptori pentru aminoaciziB5.4. Receptori purinergiciB5.3. Receptori pentru alte amineB5.2. Receptori adrenergiciB5.1. Receptori colinergici

B5. Receptori membranari definitii, clasificari; sisteme de semnalizare

Plasmalema este un bistrat fosfolipidic ce conţine şi alte lipide, precum şi proteine intrinseci (integrale, ce străbat ambele straturi) sauextrinseci (periferice, aparţinând unui singur strat). Plasmalemadelimitează celula, asigurând schimburi controlate de substanţă şiinformaţie cu mediul extracelular.

Ea prezintă structuri specializate pentru diverse aspectefuncţionale: transferul substanţelor hidrofile (pori, canale, transportori), recunoaşterea semnalelor biochimice (receptori), legătura cu celuleleînvecinate (joncţiuni strânse şi comunicante), mişcarea celulei / lichiduluiextracelular (cili şi flageli).

• a. deţine rolul de barieră de difuziune, adică de frontieră fizică întremediul intra- şi extracelular participând astfel la menţinereadiferenţelor de concentraţie a substanţelor între aceste două teritorii;

• b. asigură transportul anumitor substanţe. Aceste transporturicontribuind de asemeni la menţinerea compoziţiei mediuluiintracelular necesar derulării tuturor reacţiilor biochimiceintracelulare;

• c. are rol fundamental în transmiterea informaţiei între mediul intra-şi extracelular, dar în aceiaşi măsură de la o celulă la alta. În acestultim domeniu, al transmiterii informaţiei, membranele celulelor aşazis excitabile (neuronale, muşchilor scheletici, netezi şi cardiaci etc) joacă un rol fundamental în cuplarea excitaţiei proprii cu răspunsulfiziologic al celulei (eliberare de neuromediatori, contracţie muscularăetc).

• ectoplasmă• hialoplasmă, mai vâscoasă şi rigidă decât granuloplasma• suprafaţă celulară = plasmalema propriu-zisă

acoperită de zona de microvecinătate

LOG RAFTS

PLUTE DE BUSTENI

KON-TIKI famous

balsa raft

floating

on the

Pacific

KON-TIKI

ends up

in museum

float forever

in the membranes

famous

LIPID RAFTS

LIPID RAFTS

subset of membrane

lateral heterogeneities

due to lipid-lipid immiscibility

PLASMALEMMAL PROTEINS

= many in the liquid disordered regions

= some preferentially in the ordered…

…raft domains…

LIPID RAFTS

= highly dynamic, submicroscopic assemblies

= rich in sphingolipids and cholesterol

= float within the liquid phospholipid bilayer

= coalesce upon clustering of their components

LIPID RAFTS

= platforms for protein attachment

- when membranes are moved

- during signal transduction

outer leaflet packing inner leaflet Israelachvili 1973

lipid domains in biological membranes Karnovsky 1979

perturbation by free fatty acids

regulation of receptor mobility

detergent-resistant membrane fractions Brown 1992

resistance of lipid rafts to extraction by Triton X-100 at 4°C

HISTORY

HISTORY

In plasmalema exista microdomeniilipidice rezistente la detergenti, care au fluiditate mai redusa si organizare maistabila decat marea fosfolipidica, si care pot fi implicate in dinamica proteinelormembranare

Rusu V, 1985, prelegere de biofizica pentru studentii la medicina

Simons K, Ikonen E (1997) Nature 387(6633):569-72

Functional rafts in cell membranes

1992-1997 ~0015 papers ~003/year

1997-2005 ~2400 papers ~300/year

Meder D,[...] Simons K (2006) Proc Natl Acad Sci U S A 103(2):329-34

HISTORY

- outer leaflet (inner ?)

- saturated hydrocarbon chains

liquid-ordered = tightly packed

- size and functions are debated

- DRM = aggregates of rafts, not native state

- too small to be optically resolved,

untill recently Gaus 2003, Parton 2003

- highly dynamic; partitioning kinetics

LIPID RAFTS - NATURE / STRUCTURE

GPI-anchored Chatterjee 2001

cholesterol-binding (caveolins) Kurzchalia 1999

Src-TyrK (Lck, Fyn, Lyn; 2 acyl anchor) Simons 2000

heterotrimeric GTP-binding Mofett 2000

hedgehog Karpen 2001

phospholipid-binding (annexins) Babiychuk 2002

palmitoylated & myristoylated (flotillins) Rajendran 2003

raft-associated proteins

GPI ANCHORS

LIPID RAFTSSTRUCTURE

LIPID RAFTS ORGANISATION

FUNCTION

(non)caveolae-mediated endocytosis

sorting in polarised epithelial cells

virus budding

immune receptor signalling

= membrane traffic + control

= plasmalemmal signal transduction

+ receptor targeting / cycling

domain receptor densities signal control

ENDOCYTOSIS MECHANISMS

LIPID RAFTS IN PLASMALEMMAL

SIGNAL TRANSDUCTION

LIPID RAFTS

WHERE TO ?

• Excitabilitatea este proprietatea materiei vii de a răspunde, mai mult sau mai puţin specific, la acţiunea unui stimul adecvat.

• Stimulul (excitaţia) este o variaţie energetică din mediu şi poate induce răspunsul dacă este adecvat ca: formă energetică, amplitudine, durată de acţiune, bruscheţe (rată de transfer energetic).

• O formă particulară este aşa numita excitabilitate electrică, capacitatea unei membrane celulare de a genera şi conduce semnale electrice speciale numite potenţiale de acţiune.

• Cuplarea dintre excitaţie şi răspuns este un fenomen deosebit de complex, care de obicei cuprinde o etapă de transducţie membranară şi mecanisme de semnalizare intracelulară.

Membrane Transport ProteinsTransport of small molecules

Movement of molecules and maintenance of special environments within cells

accomplished by special transmembrane proteins

15-30% of a cell’s genes encode membrane proteins

75% of cell’s metabolic energy in transport

Protein-free Lipid Bilayers

Eventually, most molecules will diffuse through down concentration gradient

Rate differs dependent upon type of molecule

Membrane virtually impermeable to charged ions

Membrane Transport Proteins

Biological membranes will also allow many molecules to permeate

However, simple diffusion rate for many very slow or virtually nonexistent

Thus, ions, sugars, amino acids, nucleotides, etc. assisted in movement by special proteins

Two types of membrane transport processes:

Passive TransportSome carrier proteinsAll channel proteins

Active TransportSome carrier proteins

Passive TransportA gradient determines the direction of

movement (“downhill”)

All channel proteins and many carrier proteins allow solutes to passively diffuse (“facilitated diffusion”) across membranes

Active Transport

Sometimes it is necessary to transport a molecule against its concentration or electrochemical gradient (“uphill”)

Process mediated by special carrier proteins, sometimes referred to as pumps

This process requires energy and activity must be coupled to some source of metabolic energy

Transportul transmembranar se realizează camacrotransfer / microtransfer.

După sens, macrotransferul poate fiendocitoză / exocitoză,

După cum vezicula de endocitoză conţine sau nu material solid, aceasta se numeşte fagocitoză sau pinocitoză, iar după dimensiuni poate fi vorba de macropinocitoză sau micropinocitoză.

Microtransferul poate fi pasiv sau activ, după cum se realizează în sensul sau împotriva gradientului electrochimic transmembranar.

Transportul pasiv este un proces de difuziune prin membrană.In general rata de difuzie printr-o membrană este proporţională cu

temperatura absolută, gradientul de concentraţie şi coeficientul de permeabilitate, determinat la rândul său de coeficientul de partiţie între membrană şi mediu. Substanţele lipofile difuzează uşor prin bistratul fosfolipidic, iar cele hidrofile utilizează diverse căi hidrofile.

In sensul scăderii ratei de transfer şi al creşterii selectivităţii, precum şi pe baza diferenţelor structurale, căile hidrofile pot fi clasificate în pori, canale şi transportori.

Porii şi canalele sunt structuri proteice care delimitează căi apoase transmembranare. Canalele prezintă bariere de permeabilitate şi de selectivitate, unele din ele operate chimic sau electric.

Difuziunea transmembranară pe căi preferenţiale specifice se numeşte facilitată, în opoziţie cu difuziunea simplă.

• Difuziunea apei prin membrană = osmoză

• Presiunea osmotică este egală cu presiunea care aplicată în compartimentul cu osmolaritate mai mare poate împiedica osmoza.

• Osmolaritatea unei soluţii este numărul total de particule aparţinând substanţelor dizolvate raportat la numărul lui Avogadro şi la volumul soluţiei.

• In cazul transportorilor, transferul de substanţă presupune legarea acesteia de proteina transportoare pe o faţă a membranei, o anume modificare conformaţională a acesteia (flip-flop, ping-pong, situsuri succesive de legare), şi eliberarea substanţei transportate pe cealaltă faţă a membranei.

• După numărul de specii moleculare transferate pentru un ciclu transportor, există uniport şi cotransport. Acesta din urmă se numeşte sinport dacă transferul este în acelaşi sens şi antiport dacă sensul este opus.

• Transportul activ se realizează evident numai de către transportori proteici şi poate fi primar sau secundar, după cum proteina transportoare prezintă sau nu activitate ATP-azică proprie.

• Transportul activ secundar este întotdeauna cotransport, una din substanţe fiind transportată activ pe baza gradientului pentru o alta. Consumul de energie este indirect, realizându-se la nivelul unui transportor activ primar ce menţine gradientul menţionat, necesar pentru funcţionarea celui secundar.

Channel Proteins

Form hydrophilic pores across the membrane

Not just simple aqueous pores

Narrow …. selectively permeable

Transport through is always passive and rapid

Allow inorganic ions to diffuse = ion channels

Are gated; NOT continuously open

Channel Proteins

Form hydrophilic pores across the plasma membrane

Narrow and must be selectively permeable

Open and close as needed; transport through is rapid

Channel Proteins

Always passive transport; cannot be coupled to energy source

Primarily function to allow inorganic ions to diffuse down electrochemical gradient

When they transport inorganic ions, they are called ion channels

Ion Channels

Not just simple aqueous pores

Display ion selectivity

Are gated; NOT continuously open

Ion channels:up to 100 X 106 ions/secondalways passive transport

Regulation of opening: “gating”

Kinds of stimuli that “gate” channels

Carrier proteins: activity somewhatresembles enzymatic activity

Carrier proteins: activity somewhatresembles enzymatic activity

protein contains specific binding sites for solute

carrier protein activity somewhat resembles enzymatic activity

reversible conformational changes involved

passive transport

Active Transport

Sometimes it is necessary to transport a molecule against its concentration or electrochemical gradient (“uphill”)

Process mediated by special carrier proteins, sometimes referred to as pumps

This process requires energy and activity must be coupled to some source of metabolic energy

Three ways of driving active transport

Three ways of driving active transport

Three ways of driving active transport

mainly found only in bacteria

coupled carriers can take advantage of energy stored in electrochemical gradient of one solute to drive transport of another

Three types of carrier-mediated transport

Active Transport

In the plasma membrane of animals, sodium is often the ion used to drive active transport

Concentration is lower inside the cell than outside

Binding of ligands is cooperative

Na+ binding enhances glucose binding

Na + binding likely to happen in state A

Cellular pH

Proteins (and other molecules) are affected by pH

Macromolecules generally have an optimal pH at which they function

Cellular pH

Cells must be able to control pH

Accomplished for the cytosol two ways:

sodium-proton exchanger

sodium-driven chloride-bicarbonate exchanger

Cellular pH

Cells must be able to control pH

Accomplished for the cytosol two ways:

sodium-proton exchanger

sodium-driven chloride-bicarbonate exchanger

CYTOSOL

Na+

H+

sodium-proton exchanger

CYTOSOL

Na+

and HCO3

-

H+

and Cl-

sodium-driven chloride-bicarbonate exchanger

(NaHCO3 in)

(HCl out)

How do we get this essential sodium

gradient?

Sodium low inside cell, potassium high

Differences maintained by a special

Na+-K+ pump

Operates as an antiporter

Uses ATP for energy

Plasma membrane Na+-K+ pump is an ATPasetwo ions transported against gradients

Ionophores:channel formermobile ion carrier Produced by

microorganisms as biological weapons

Used by biologists to increase permeability of membranes

Gramicidin A:-antibiotic

Calcium transporter:-turn on cell signaling

Electrochemical Gradient

Charged molecules move along a gradient that is a combination of:

concentration gradientelectrical gradient

Membrane potential: electrical potential difference across membrane

Ion Channels and Electrical Properties of Cells

A membrane potential arises when there is a difference in electrical charge on the two sides of a membrane

These differences can result from active ion pumping or from passive diffusion

Ion Channels and Electrical Properties of Cells

Sodium concentrations are low within a cell

In contrast, there are many negatively charged “fixed anions”

There must be other cations to balance the negative charges

Potassium Channels

Balance of internal negative charges accomplished largely by potassium

Actively pumped into the cell by Na+-K+

pump

Potassium can also move freely in and out through K+ leak channels

Potassium Channels and Electrical Properties of Cells

Potassium leak channels always open

Potassium, through these two types of transport, reaches a balance between concentration gradient and

electrochemical gradient

Potassium Channels and Electrical Properties of Cells

When equilibrium is reached, with no net ion flow, there is a resting membrane potential

A slight change or discrepancy in the arrangement of charges across a membrane can quickly cause a

change in membrane potential

Membrane potential in animal cells depends on K+

leak channels and the K+ gradient across membrane

Na+/K+ pump and channels that allow K+ to leak in enable K+ to approach equilibrium

• e.g., if no membrane potential, but K+ abundant in cells. K+

leak out due to concentration gradient.• K+ movement will cease because a negative charge inside

cell will result.• When concentration and electrical gradients are balanced,

resting membrane potential is reached

Calcium Gradient EssentialMUST be maintained at very low intracellular

concentrations (interferes with phosphate-based energy system)

Steep gradient maintained by active pumps that use the power of ATP to pump Ca2+ out of the cell

Calcium evolved to be a crucial signaling molecule

Increases in response to certain extracellular signals to induce a very rapid response

Calcium Gradient in Muscle

Muscle cells contain sarcoplasmic reticulum

Special organelle that acts as internal store of calcium

Upon reception of signal to contract muscle, store of calcium rapidly released, causes cellular response

Calcium Gradient in Muscle

Once contraction no longer needed, Ca2+ actively pumped out of cytosol back into sarcoplasmic reticulum

This ends the muscle contraction, but requires input of energy, such as from ATP

Calcium Gradient in Muscle

Relates to rigor mortis that sets in after death

As cells die and signaling pathways fall apart, calcium is released from sarcoplasmic reticulum -- muscles contract

Cells are dead and cannot generate or maintain the ATP needed to actively transport Ca2+ back out -- muscles remain contracted

CALCIUM INFLUX ANDSMOOTH MUSCLE CONTRACTION

studies on contribution of L-typeand store-operated channels

D. N. SerbanIasi - Romania

CALCIUM FLUXES ANDSMOOTH MUSCLE CONTRACTIONstudies on contribution of L-type channelsreticular store, and store-operated channels

D. N. SerbanIasi - Romania

Cytosolic calcium signals

participate in any celullar activity,

from the coupling of excitation to responses

(contractile / secretory) and control of metabolism,

gene expression (differentiation / adaptation)

and division (proliferation)…

down to functional alterations and celullar death,

incidental (necrosis) or programmed (apoptosis).

RETICULAR CALCIUM RELEASE

RyR & InR

PLASMALEMMALEXTRUSION

PMCA & Na/Ca

RETICULARUPTAKESERCA

CYTOSOLIC CALCIUM

CALCIUM-CALMODULIN-MLCK

MYOSIN LIGHT CHAIN PHOSPHORYLATION

EXTRACELULLAR CALCIUM INFLUXCaL, ROC, SOC

FORCE DEVELOPMENT

STABLE BRIDGES ACTIN-DEPENDENT MECHANISMS

FORCE MAINTENANCE

CONTRACTILE STATUS

FIBRE LENGTH - CIRCUMFERINTA PARIETAL TENSION

HEMODYNAMIC RESISTANCE VASCULAR COMPLIENCE

BLOOD FLOWSECTORIAL PRESSURE

SOC Berridge 1995

store-operated channels =plasmalemmal Ca²+conducting channels activated by depletion of Ca²+ stores mediate capacitive influx

Putney 1986, Casteels 1981

many issues are still debated- molecular architecture- activation mechanism

HOW MANY SOCS

• highly calcium-selective current ICRAC in

nonexcitable cells is generated by Ca²+- SOCLewis 2001

• ICRAC similar; pCa2+/pNa+ = 1 to 40; cat-SOCSkryma 2000, Albert 2003, Abeele 2004

• activated by the same mechanisms

• sensitive to the same inhibitorsAlbert 2002, Liu 2003, Hunton 2004

• Ca²+- SOC (pCa2+/pNa+ ~ 1000)

in rat basophilic leukemia cells (RBL)

• Cat-SOC (pCa2+/pNa+ = 1 )

in smooth muscle cells (SMC)

Trepakova 2001, Smani 2003

• Ca²+- SOC în RBL

• Cat - SOC (pCa2+/pNa+ = 40)

in human submandibular gland cells

• Cat - SOC (pCa2+/pNa+ = 4)

in human parotid gland cells

Ambudkar 2003

cat – SOC

– Na+ influx depolarization

voltage-gated Ca2+ channels Poteser, 2003

– SOC & CaL co-activation in gallbladder Morales 2004

capacitive influx contraction // depolarization

– Na+ influx Ca2+ influx via Na/Ca Arnon 2000, Lee 2002

– in pulmonary artery reverse Na/Ca

contributes to store depletion mediated

increase in cytosolic calcium Zhang 2005

CIF-iPLA2-SOC

• Ca2+- SOC (RBL, Jurkat) and cat-SOC (SMC)

triggered by CIF (Ca2+ influx factor, partially

purified)

• CIF produced upon Ca2+ store depletion

displaces inhibitory CaM from iPLA2

lysophospholipids which activate SOC

• store refilling CIF CaM rebinds to iPLA2

inactive SOCs Ca2+ influx Csutora 1999, Trepakova 2000

• CIF may be sphingosine 1-phosphate

in human neutrophils and HL60 Itagaki 2003

IP3R-SOC• conformational coupling model Irvine 1990, Petersen 1996

• direct coupling of SOCs with IP3 receptors (IP3R)

• store depletion SOC in two different ways

CIF vs conformational coupling Prevarskaya 2004

• two distinct classes of Ca2+-conducting channels:

SOC activated by depletion via CIF-iPLA2

no IP3 is needed

IP3ROC activated by IP3R by direct coupling

no store depletion is needed Bolotina 2004

• >50% fast capacitive bovine trachea depletion

<50% slow non-capacitive Bazan-Perkins 2003

• possible compartmentalization of the store-

operated pathway in areas away from

receptors and other Ca2+ influxes

Ambudkar 2004

• variety of Ca2+ channels

Ca2+-SOC, cat-SOC, IP3ROC, voltage-gated

influx to trigger / maintain different

physiological responses in various cells