? ? 很高興再次見(jiàn)面！上回嘮嗑快完事兒的時(shí)候，我提到這次我們主要做兩件事：第一，跟RyR2正式見(jiàn)見(jiàn)面；第二，認(rèn)識(shí)一下RyR2的工作環(huán)境及小伙伴兒們。俗話說(shuō)得好，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，就算只是對(duì)RyR2的結(jié)構(gòu)有個(gè)大概印象對(duì)進(jìn)一步了解它的功能也是大有好處的。所以——

? ? 鏘鏘！

? ? 如果你是第一次知道RyR2長(zhǎng)什么樣子的話，或許第一個(gè)吸引你注意的就是它位于胞質(zhì)側(cè)的那一大團(tuán)很難用言語(yǔ)描述清楚的結(jié)構(gòu)，與跨膜部分大小完全不成比例，使得整個(gè)通道仿若一朵潦草的西藍(lán)花。這個(gè)結(jié)構(gòu)有個(gè)昵稱叫胞質(zhì)頭部，其本質(zhì)上是個(gè)超大號(hào)調(diào)控平臺(tái)，同時(shí)接收、整合、處理胞質(zhì)側(cè)來(lái)自四面八方的調(diào)控指令，通過(guò)各種超級(jí)復(fù)雜的機(jī)制調(diào)整RyR2的功能，在使它滿足變化萬(wàn)千的生理需求的同時(shí)，也讓研究它的人們每每絞盡腦汁、常常以頭搶地。在亞基的另一邊，相比之下十分小巧的通道結(jié)構(gòu)域（即上圖A里面那個(gè)channel的部分）跨膜六次，長(zhǎng)得很像個(gè)經(jīng)典的電壓門(mén)控離子通道，只是沒(méi)法感受電壓。多說(shuō)一句，這種相似性使得RyR們成為了“名不副實(shí)”的電壓門(mén)控離子通道超家族成員！跨膜六次后，它的肽鏈并沒(méi)有停下腳步，而是延伸、埋入“頭部”當(dāng)中，形成C末端結(jié)構(gòu)域（即上圖A里面的CTD）?？蓜e小瞧這個(gè)小小的CTD，它對(duì)于通道門(mén)控的穩(wěn)定性具有重要意義，難怪它是RyR2身上的事故高發(fā)地區(qū)（注意頭圖下方一行RyR2的第四個(gè)突變熱點(diǎn)）。當(dāng)然了，這時(shí)候說(shuō)這種結(jié)構(gòu)域的細(xì)節(jié)似乎有點(diǎn)早，現(xiàn)在你只用知道RyR2大概長(zhǎng)什么樣就夠了。

? ? 好了，暫時(shí)就先說(shuō)到這里，畢竟在結(jié)合功能一起講之前，結(jié)構(gòu)說(shuō)得再多也沒(méi)什么意義。這就把我們引到了前述的第二個(gè)目標(biāo)上，也就是簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)一下RyR2的工作環(huán)境與同事們，而有關(guān)這些東西的討論將占據(jù)本文（某種意義上也是本系列）剩余的大部分篇幅。我肯定不是說(shuō)從今以后再也不提結(jié)構(gòu)的事兒了，而是改為闡述特定功能的同時(shí)細(xì)說(shuō)與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)特征。所以雖然剛剛我對(duì)RyR2結(jié)構(gòu)的描述相當(dāng)簡(jiǎn)略，隨著對(duì)它功能的了解逐步增加，你對(duì)它結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)應(yīng)該也會(huì)豐富起來(lái)的。

? ? 本系列第一篇已經(jīng)告訴你，RyR2不是一般印象里細(xì)胞質(zhì)膜上的通道，而是位于細(xì)胞之內(nèi)的SR（肌質(zhì)網(wǎng)，sarcoplasmic reticulum）膜上，把守鈣庫(kù)的大門(mén)。為了見(jiàn)它一面，我們需要深入心肌纖維，鉆進(jìn)T管（也就是橫小管，transverse tubule）與交界區(qū)SR（junctional SR）之間那道窄窄的空間——二聯(lián)間隙（dyadic cleft）之內(nèi)一探究竟。

? ? 解釋上文最后那個(gè)奇怪的名詞前，先了解（或復(fù)習(xí)）一下工作心?。ㄌ貏e是心室?。┑慕Y(jié)構(gòu)很有必要。除了又大又圓的細(xì)胞核、堅(jiān)實(shí)可靠的閏盤(pán)、粗中帶細(xì)的肌絲和密密麻麻的線粒體這些老生常談的東西之外，作為優(yōu)秀的橫紋肌，心肌還擁有為興奮-收縮偶聯(lián)（excitation-contraction coupling, ECC）打造的兩套神器：T管與SR。T管是質(zhì)膜內(nèi)凹形成的管狀結(jié)構(gòu)，其膜上滿布電壓門(mén)控離子通道，能將興奮迅速傳導(dǎo)進(jìn)胞內(nèi)；SR則是特化的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，分為縱行SR（longitudinal SR，也跟橫小管對(duì)應(yīng)地稱為縱小管，longitudinal tubule）與交界區(qū)SR兩部分，后者還有個(gè)名字叫終嵴或終池（terminal cisternae）?？聪氯诵l(wèi)《組織學(xué)與胚胎學(xué)》上的圖就明白了：

? ? 如圖所示，SR在接近T管的部位膨大并緊貼T管，二者形成的結(jié)構(gòu)便稱為二聯(lián)體或二聯(lián)管（dyad）。順帶說(shuō)一句，相對(duì)于骨骼肌而言，心肌的SR沒(méi)那么發(fā)達(dá)，因而你在心肌里基本只能看見(jiàn)一側(cè)的交界區(qū)SR貼著T管形成二聯(lián)管，在骨骼肌里看到的則是兩側(cè)交界區(qū)SR與中間夾著的T管一同形成三聯(lián)管（triad）。無(wú)論如何，心肌的交界區(qū)SR和T管一同形成二聯(lián)管，它倆夾著的那道寬不過(guò)10~12納米的巷子就是二聯(lián)間隙。這條巷子的一邊有L型鈣通道（L-type calcium channel, LTCC,?在工作心肌大都是Cav 1.2），另一邊則是我們的RyR2安居的地方。再靠近點(diǎn)看，你會(huì)發(fā)現(xiàn)二聯(lián)間隙的結(jié)構(gòu)可不僅僅是“巷子”這么簡(jiǎn)單：在結(jié)構(gòu)蛋白們的輔助下，T管膜形成各式各樣的內(nèi)陷，緊貼交界區(qū)SR形成一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的微區(qū)域（microdomain），為L(zhǎng)TCC和RyR2的合作提供完美的微環(huán)境。話說(shuō)回來(lái)，這T管膜的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)居然是我前兩天才剛知道的，感覺(jué)實(shí)在愧對(duì)我喜歡了這么久的RyR2……咳咳。二聯(lián)間隙的精細(xì)結(jié)構(gòu)大概長(zhǎng)這么個(gè)樣子：

? ? 好了，對(duì)“二聯(lián)間隙是個(gè)啥”的解釋到此為止，是時(shí)候開(kāi)講RyR2與它同事們每天一起干活兒的故事了！

? ? 話說(shuō)舒張期間，雖說(shuō)胞漿鈣濃度已經(jīng)降下來(lái)了，時(shí)不時(shí)還是會(huì)有閑不住的RyR2自發(fā)開(kāi)放，導(dǎo)致附近的RyR2也high起來(lái)。不過(guò)，正常情況下這種沒(méi)事找事的RyR2比較少，再加上RyR2也有不應(yīng)期，它們?cè)斐傻拟}釋放很難擴(kuò)散出去（盡管?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)卣f(shuō)明它“很難”并不容易……），因此只能形成被稱作鈣火花（calcium spark）的局部鈣釋放事件。而在動(dòng)作電位之始，快鈉通道Nav 1.5的開(kāi)放使膜電位驟升后，去極化波便以迅雷不及掩耳之勢(shì)向四面?zhèn)魅?，除了激活幾個(gè)鉀通道（已確定的主要有Kv1.4、Kv4.2、Kv4.3等）產(chǎn)生瞬時(shí)外向電流（transient outward current, Ito）之外，還叫醒了正在T管膜上打瞌睡的LTCC們，使它們慢悠悠但持久地開(kāi)放，形成工作心肌動(dòng)作電位最獨(dú)特的景致——2相平臺(tái)期。鑒于舒張期胞漿內(nèi)游離鈣濃度極低，低到平均一段二聯(lián)管的二聯(lián)間隙內(nèi)可以只有一兩個(gè)鈣離子，外面的鈣離子一看LTCC開(kāi)了，便會(huì)爭(zhēng)先恐后地順著巨大的濃度梯度涌入胞內(nèi)，一進(jìn)去就會(huì)跟RyR2們打個(gè)照面。此時(shí)，意識(shí)到“來(lái)活兒了”的RyR2們以排山倒海之勢(shì)接連開(kāi)放，無(wú)數(shù)鈣火花同步綻放，胞質(zhì)鈣濃度瞬間大幅上升，這就是傳說(shuō)中的鈣瞬變（calcium transient）。在CICR（鈣誘導(dǎo)鈣釋放，calcium induced calcium release）期間，二聯(lián)間隙內(nèi)的局部鈣濃度最高可達(dá)1mM（毫摩爾濃度），足以對(duì)RyR2和LTCC都產(chǎn)生抑制作用了?！堑模瑳](méi)錯(cuò)，LTCC是會(huì)被鈣離子抑制的。不過(guò)，鈣對(duì)這兩個(gè)通道的抑制作用風(fēng)格不同，對(duì)RyR2是將通道開(kāi)放概率（Po）降為一個(gè)較低的數(shù)值，對(duì)LTCC則是時(shí)間依賴性降低Po，后者又稱“鈣失活”。我們說(shuō)到LTCC的失活時(shí)通常會(huì)先想到它依賴于電壓的慢失活，這個(gè)容易被遺忘的鈣失活又起到了什么作用呢？考慮一下低鈣血癥：此時(shí)鈣離子的跨膜電化學(xué)梯度減小，鈣內(nèi)流減慢，二聯(lián)間隙內(nèi)局部鈣濃度降低，對(duì)LTCC的抑制減弱，結(jié)果內(nèi)向鈣電流持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，這可能就是低鈣血癥導(dǎo)致動(dòng)作電位時(shí)程延長(zhǎng)的部分機(jī)制。想想那令人聞之色變的長(zhǎng)QT綜合征，動(dòng)作電位時(shí)程延長(zhǎng)可不是什么好事！盡管低鈣血癥的病理生理機(jī)制并不是一句話能說(shuō)明白的，這個(gè)例子大概也足夠讓你記住“LTCC除電壓依賴性失活外還有一種失活方式”了。

? ? LTCC的故事還有很多，可惜我們的主角不是它，再說(shuō)動(dòng)作電位還是要繼續(xù)的。在整個(gè)2相平臺(tái)期間，快鈉通道們還沒(méi)從失活中緩過(guò)來(lái)，介導(dǎo)快激活延遲整流鉀電流（rapid-activating delayed rectifier?K+ current, Ikr）的hERG通道（正名Kv11.1）們?cè)诟鶯TCC們玩電流的拔河游戲，介導(dǎo)慢激活延遲整流鉀電流（slow-activating delayed rectifier?K+ current, Iks）的Kv7.1們?cè)诩せ畹穆飞希C(jī)體安靜狀態(tài)下這玩意兒完全激活的時(shí)間得用秒計(jì)算……），介導(dǎo)內(nèi)向整流鉀電流（inward rectifier?K+ current, Ik1）的Kir2.1們被鎂、多胺之類(lèi)的陽(yáng)離子堵得電導(dǎo)幾乎為零，當(dāng)然也別忘了慢鈉通道（可能包括一小部分慢失活的Nav 1.5以及一些身份不明的其他鈉通道）們也在默默地為內(nèi)向電流做貢獻(xiàn)。平臺(tái)期伊始，胞漿鈣濃度的上升已經(jīng)刺激了一些鈣轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的干勁兒，但由于CICR還在如火如荼地進(jìn)行，它們的作用暫時(shí)還不那么明顯。直到同步、大規(guī)模的SR鈣釋放在持續(xù)數(shù)十毫秒后戛然而止，LTCC們雖仍能通過(guò)內(nèi)向鈣電流維持膜電位的平臺(tái)期，引入的鈣卻抵不過(guò)強(qiáng)大的排鈣機(jī)制，鈣瞬變進(jìn)入下降支，這些負(fù)責(zé)降低胞漿鈣濃度的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白們才得以用行動(dòng)宣示自己的存在。

? ? 與名字給人的第一印象大相徑庭，舒張期對(duì)心肌來(lái)說(shuō)并不算是放松——它也是個(gè)主動(dòng)耗能的過(guò)程！此時(shí)發(fā)生的大概有這么兩件事情：其一，在鈉鉀泵（Na+/K+-ATPase, NKA）的努力和Kir2.1的一些些幫助下，鈉離子和鉀離子的分布逐漸恢復(fù)至靜息水平，使膜電位回歸靜息電位；其二，肌/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣泵2a（sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase 2a, SERCA2a）、1型鈉鈣交換體（Na+/Ca2+ exchanger 1, NCX1）和質(zhì)膜鈣泵（plasma membrane Ca2+-ATPase, PMCA）齊心協(xié)力，將胞漿整體鈣離子水平從約10μM（微摩爾濃度）降到0.1μM，既讓心肌真正得以舒張，又為下一次收縮做準(zhǔn)備。首先說(shuō)明兩件事，第一，線粒體對(duì)胞質(zhì)鈣穩(wěn)態(tài)也很重要，但我打算晚些再提到它；第二，PMCA在排鈣工作中的貢獻(xiàn)很小，所以很遺憾，我會(huì)略去有關(guān)它的簡(jiǎn)述（前面那張ECC的圖也把它省了），盡管它真的也有在認(rèn)認(rèn)真真地干活兒。那么，另一個(gè)鈣泵呢？主要在縱行SR分布的SERCA2a可能是心肌內(nèi)除變態(tài)級(jí)勞模鈉鉀泵之外最勤勞的蛋白之一，它們承包了80%~90%的舒張期鈣轉(zhuǎn)運(yùn)工作，相當(dāng)于RyR2釋放出來(lái)的那部分鈣都是由它們運(yùn)回鈣庫(kù)的。SERCA2a有個(gè)很有名的小伙伴叫受磷蛋白（phospholamban, PLN），它沒(méi)被磷酸化時(shí)能抑制SERCA2a，磷酸化后就抑制不了了，我們將來(lái)會(huì)說(shuō)到它在β-腎上腺素能信號(hào)通路中的作用。除此之外，富含組氨酸的鈣結(jié)合蛋白（histidine-rich calcium binding protein, HRC）——一個(gè)存在于SR內(nèi)的鈣緩沖蛋白——也能與SERCA2a發(fā)生相互作用。過(guò)表達(dá)HRC的小鼠心肌SR攝鈣速率下降，暗示HRC或許對(duì)SERCA2a有抑制作用。順帶劇透一下，HRC與我們的主角RyR2之間也有一段因吹斯聽(tīng)的故事，不過(guò)這個(gè)故事的詳細(xì)內(nèi)容就要留給未來(lái)的文章了。

? ? 擅長(zhǎng)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)腟ERCA2a的簡(jiǎn)述就到這里，我們還剩下精于協(xié)助擴(kuò)散的NCX1。顧名思義，NCX1的工作就是“交換”鈉鈣離子，一個(gè)鈣換三個(gè)鈉，至于是鈣進(jìn)鈉出還是鈉進(jìn)鈣出就得看這倆離子各自的電化學(xué)梯度了。不像許多受門(mén)控的離子通道和力量有限的離子泵，NCX1無(wú)論什么時(shí)候都能愉快地工作，只是有時(shí)它交換的方向會(huì)因外界條件變化而發(fā)生變化。怎么個(gè)變化呢？話說(shuō)靜息條件下，一是因?yàn)殁c的電化學(xué)梯度呈壓倒性優(yōu)勢(shì)，二是因?yàn)镹CX1對(duì)本就少得可憐的胞漿內(nèi)鈣的親和力不高，它運(yùn)作的方向基本都是由鈉決定的。胞外的鈉比胞內(nèi)多得多，于是NCX1們每次輸入三個(gè)鈉、輸出一個(gè)鈣，在排出鈣離子的同時(shí)（這就很有次級(jí)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的feel）還產(chǎn)生了一股小小的內(nèi)向電流，這點(diǎn)跟產(chǎn)生外向電流的鈉鉀泵剛好相反。這個(gè)“三鈉進(jìn)，一鈣出”的運(yùn)作模式是最常見(jiàn)的，別稱“正向模式”。然而，隨著Nav 1.5們對(duì)胞外的鈉離子們敞開(kāi)大門(mén)，胞內(nèi)質(zhì)膜附近的鈉濃度升高，NCX1們的正向模式便因此暫時(shí)受到了抑制，甚至開(kāi)始啟動(dòng)“反向模式”，去排鈉而不是排鈣了。不過(guò)，這樣的情況不會(huì)長(zhǎng)久，因?yàn)椴贿^(guò)幾毫秒后Nav 1.5們就會(huì)失活，然而此時(shí)LTCC和RyR2們的狂歡才剛開(kāi)始。胞漿內(nèi)鈣濃度上升的作用很快就會(huì)壓過(guò)之前鈉離子那顯著但短暫的作用，于是見(jiàn)風(fēng)使舵隨機(jī)應(yīng)變的NCX1們見(jiàn)狀立馬重操舊業(yè)，甚至比之前還有干勁，因?yàn)榘麧{內(nèi)鈣濃度的上升能讓它們排鈣的工作省點(diǎn)勁兒。CICR期間它們的作用并不能很明顯地體現(xiàn)出來(lái)，而在舒張期間，它們承包了10%~20%的排鈣工作，相當(dāng)于把LTCC引入的那部分鈣又排了出去。說(shuō)到這兒，是時(shí)候解答上一篇的歷史遺留問(wèn)題了——為什么蘭尼堿對(duì)骨骼肌的作用是強(qiáng)直性麻痹，對(duì)心肌的作用卻是弛緩性麻痹？原來(lái)，骨骼肌的質(zhì)膜上并不具備像心肌這樣以NCX1為主力的高效排鈣系統(tǒng)，因此當(dāng)骨骼肌中的RyR1被蘭尼堿鎖定在亞傳導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，源源不斷從SR中漏出的鈣超出了SR的回收能力，卻又不好排出去，結(jié)果胞漿內(nèi)鈣越來(lái)越多，使得肌肉發(fā)生強(qiáng)直收縮；而心肌的質(zhì)膜排鈣系統(tǒng)可以輕松地排出RyR2滲漏出的、SERCA2a來(lái)不及回收的鈣，結(jié)果入不敷出的SR會(huì)逐漸被榨干，就算想收縮也沒(méi)鈣用了。我得承認(rèn)我對(duì)這個(gè)問(wèn)題的描述不太全面，因?yàn)楹苊黠@，實(shí)驗(yàn)者使用的蘭尼堿濃度都沒(méi)有到完全抑制RyR的地步……不過(guò)還是不要在意這些細(xì)節(jié)了（誤）。好了，言歸正傳。NCX1的正向模式會(huì)產(chǎn)生內(nèi)向電流，而它正向模式最活躍的時(shí)段剛好是我們不希望心肌去極化的時(shí)段，看起來(lái)有點(diǎn)不安全。還好，正常情況下這點(diǎn)電流沒(méi)什么影響，但我們不能指望總遇到正常情況?，F(xiàn)在我暫不多談病理生理學(xué)，不過(guò)你可以先想一想，看看能不能猜到非正常情況下的NCX1是如何好心辦壞事的。

? ? 至此，我一直都在介紹與RyR2一起工作的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白們——尤其是與鈣轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的，實(shí)際上也復(fù)習(xí)了一下參與工作心肌動(dòng)作電位的重要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。但我們今天“跟RyR2的同事們打招呼”的任務(wù)還沒(méi)完成，因?yàn)樗耐驴蛇h(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。沒(méi)有哪個(gè)離子通道是單打獨(dú)斗的，工作繁忙、責(zé)任重大的RyR2更是如此，再說(shuō)了那么大一個(gè)胞質(zhì)頭部可不是白長(zhǎng)的。與RyR2結(jié)合的調(diào)控因子數(shù)量?jī)芍皇侄紨?shù)不過(guò)來(lái)，它們或是直接結(jié)合在RyR2上，或是通過(guò)腳手架蛋白間接結(jié)合，就這樣形成了一個(gè)以RyR2本體為中心的“內(nèi)鈣釋放控制中心”。這個(gè)控制中心并沒(méi)有統(tǒng)一的叫法，不過(guò)我個(gè)人喜歡管它叫RyR2超復(fù)合體（RyR2 supercomplex）。是時(shí)候跟RyR2身上掛著的這么一大群東西一個(gè)一個(gè)地打招呼了。

? ? 如果你對(duì)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和代謝生物化學(xué)有了解的話，你或許能在上圖中立馬認(rèn)出幾個(gè)熟悉的面孔：蛋白激酶A（protein kinase A, PKA）、鈣調(diào)蛋白（calmodulin, CaM）以及鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶II（Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II, CaMKII）。假如我再告訴你蛋白磷酸酶（protein phosphatase）1和2A的縮寫(xiě)分別是PP1和PP2A、磷酸二酯酶4D3（phosphodiesterase 4D3）的縮寫(xiě)是PDE4D3的話，你的熟人說(shuō)不定能又增加三個(gè)。PKA和CaMKII就不多說(shuō)了，它們一個(gè)被cAMP激活（圖上還很細(xì)節(jié)地把兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基兩個(gè)催化亞基分開(kāi)畫(huà)出來(lái)了），一個(gè)在鈣離子濃度升高時(shí)激活，都是重要的絲/蘇氨酸蛋白激酶。PKA（以及PDE4D3）通過(guò)腳手架蛋白A-激酶錨定蛋白6（A-kinase anchor protein 6, AKAP6,?就是圖上的mAKAP）跟RyR2間接結(jié)合，而CaMKII似乎能直接同RyR2發(fā)生相互作用，總之結(jié)果都是離RyR2更近。在這樣一個(gè)緊湊的小空間內(nèi)，它們可以方便地磷酸化RyR2，與心肌對(duì)兒茶酚胺的生理反應(yīng)和心力衰竭之類(lèi)的病理過(guò)程都有關(guān)系，盡管PKA的作用比起CaMKII更有爭(zhēng)議。有磷酸化的就有去磷酸化的，圖上負(fù)責(zé)去磷酸化的就是我們的兩個(gè)絲/蘇氨酸磷酸酶PP1和PP2A。其實(shí)RyR2超復(fù)合體里除它倆外還有一個(gè)PP2B，也就是鈣調(diào)磷酸酶（calcineurin），它也結(jié)合在AKAP6上，不過(guò)我現(xiàn)在不打算提它。PP1和PP2A分別通過(guò)樹(shù)突棘素（spinophilin,?即圖上的Spino）和PR130（這玩意的正名展開(kāi)來(lái)比較復(fù)雜，我先用這個(gè)好了）與RyR2結(jié)合，后者其實(shí)是PP2A全酶的一個(gè)調(diào)節(jié)亞基。有趣的是，PP1本身也是PKA磷酸化的對(duì)象，被磷酸化后就會(huì)受到抑制。要想從抑制中解脫，PP1就需要PP2A給它去磷酸化，然而這一過(guò)程又會(huì)被磷酸酶抑制因子1和2抑制……看起來(lái)越來(lái)越復(fù)雜了，還是就此打住吧。拮抗PKA和CaMKII對(duì)RyR2作用的方法當(dāng)然不止去磷酸化一種，比如說(shuō)更直接的抑制激酶。負(fù)責(zé)滅活環(huán)核苷酸類(lèi)化學(xué)信使——比如cAMP——的PDE4D3干的就是這活。從圖上可以看出它離PKA非常近，身上有兩個(gè)磷酸化位點(diǎn)（13和54號(hào)絲氨酸），而這兩個(gè)位點(diǎn)是PKA的靶標(biāo)。PKA磷酸化PDE4D3后，它的活性就會(huì)提高，進(jìn)而更快地分解PKA附近的cAMP，結(jié)果PKA反過(guò)來(lái)受到抑制。不錯(cuò)的負(fù)反饋通路！

? ? 上一段把幾乎所有“熟人”都簡(jiǎn)單過(guò)了一遍，除了鈣調(diào)蛋白。大家對(duì)鈣調(diào)蛋白肯定不陌生，畢竟它是個(gè)通用的鈣感受器，幾乎所有跟鈣有點(diǎn)關(guān)系的事情都有它的參與。它形似杠鈴，兩頭各有2個(gè)EF手相基序（EF hand motif）——經(jīng)典的鈣結(jié)合基序，結(jié)構(gòu)上與同樣擁有4個(gè)EF手相的肌鈣蛋白C（troponin C）有些相似。RyR2身上有三個(gè)鈣調(diào)蛋白結(jié)合位點(diǎn)，鈣調(diào)蛋白直接結(jié)合在它身上，結(jié)合了鈣之后能對(duì)RyR2產(chǎn)生抑制作用。有個(gè)有趣的結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)與RyR2（的第三個(gè)鈣調(diào)蛋白結(jié)合位點(diǎn)）結(jié)合的鈣調(diào)蛋白可以結(jié)合五個(gè)鈣離子，多出來(lái)的鈣不在EF手相而在鈣調(diào)蛋白兩個(gè)結(jié)構(gòu)域中間的連接區(qū)，對(duì)鈣調(diào)蛋白與RyR2的結(jié)合似乎還蠻重要。像鈣調(diào)蛋白這樣直接與RyR2頭部結(jié)合的別構(gòu)調(diào)節(jié)因子還有sorcin和鈣穩(wěn)蛋白2（calstabin2），后者還有個(gè)名字叫12.6kDa的FK506結(jié)合蛋白（12.6kDa FK506 binding protein, FKBP12.6），我更喜歡用這個(gè)名字。FKBP12.6的事比較復(fù)雜，我會(huì)在下一篇里詳細(xì)聊，現(xiàn)在先來(lái)看看名字比較奇怪的sorcin。Sorcin最初在對(duì)多種化療藥耐藥的成纖維細(xì)胞系中被鑒定出來(lái)，后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)它能跟RyR2和LTCC相互作用，其作用整體上是抑制CICR。它屬于一大類(lèi)含五個(gè)EF手相的鈣結(jié)合蛋白，這一族蛋白的一大特點(diǎn)是會(huì)依據(jù)自身的鈣結(jié)合狀態(tài)改變定位，不結(jié)合鈣時(shí)以可溶形式游蕩，結(jié)合鈣時(shí)就轉(zhuǎn)位到膜上。Sorcin擁有一個(gè)磷脂結(jié)合結(jié)構(gòu)域，而它也的確表現(xiàn)出上述的特點(diǎn)。它可以對(duì)RyR2產(chǎn)生強(qiáng)大的抑制作用，濃度高一點(diǎn)時(shí)甚至能把通道的穩(wěn)態(tài)開(kāi)放概率降為0。從一些體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，這個(gè)抑制作用并不怎么依賴于鈣濃度，在相當(dāng)大的鈣濃度范圍內(nèi)都管用，盡管sorcin的確能結(jié)合鈣。除此之外，雖說(shuō)圖上沒(méi)畫(huà)出來(lái)，sorcin也可以被PKA磷酸化，進(jìn)而失去對(duì)RyR2的抑制作用。在這方面，它跟RyR2的關(guān)系倒跟PLN和SERCA2a殊途同歸了。

? ? 目前為止，RyR2胞質(zhì)頭部上的小伙伴們基本都跟我們見(jiàn)過(guò)一面了。不跟RyR2頭部結(jié)合的RyR2超復(fù)合體組分一共有四個(gè)，其中兩個(gè)在SR膜上、兩個(gè)在SR里面，我喜歡把它們統(tǒng)稱SR四小龍或SR四天王——triadin、junctin、集鈣蛋白2（calsequestrin 2, Casq2,?就是上圖中的CSQ）與上圖中沒(méi)畫(huà)的HRC。這“四大天王”中的前兩個(gè)長(zhǎng)相彼此相似，都是SR膜上的單次跨膜蛋白，將長(zhǎng)長(zhǎng)的C末端尾巴伸進(jìn)SR腔內(nèi)，給包括Casq2在內(nèi)的調(diào)控因子提供結(jié)合位點(diǎn)；后兩個(gè)是SR腔內(nèi)的鈣緩沖蛋白，其中Casq2是心肌SR內(nèi)最主要的鈣結(jié)合蛋白，它的含量與功能對(duì)ECC的方方面面都有非常重要的影響。除通過(guò)緩沖鈣離子間接調(diào)控RyR2外，已經(jīng)有相當(dāng)可靠的證據(jù)表明，Casq2和HRC對(duì)RyR2有著直接的調(diào)節(jié)作用。這方面的細(xì)節(jié)現(xiàn)在暫且不談，不過(guò)我還是打算先說(shuō)一件事，因?yàn)檫@事實(shí)在太好玩了：有一群研究者做出了Casq2/HRC雙敲除的動(dòng)物模型，將之與僅敲除Casq2的模型進(jìn)行比較；他們預(yù)計(jì)再敲掉HRC會(huì)令已經(jīng)失去Casq2的心肌情況雪上加霜，沒(méi)想到事實(shí)正好相反——HRC的缺失緩解了Casq2缺失導(dǎo)致的異常表型。由此，Casq2和HRC對(duì)RyR2可能起著相反的調(diào)控作用，其中一個(gè)缺失會(huì)使調(diào)控失衡，兩個(gè)都沒(méi)了反而稍平衡些。除此之外，Casq2和HRC都會(huì)隨著鈣濃度變化發(fā)生寡聚化、多聚化，不同狀態(tài)下功能有所不同；triadin參與二聯(lián)間隙結(jié)構(gòu)的形成與維持，junctin主要通過(guò)對(duì)RyR2的直接調(diào)控發(fā)揮作用……總之，SR四天王的作用很復(fù)雜，內(nèi)鈣調(diào)控的水很深，這里面的細(xì)節(jié)已經(jīng)超出了本文“簡(jiǎn)單打個(gè)招呼”的目的，還是到此收筆為妙。

? ? 到這里，我們已經(jīng)跟本系列將來(lái)會(huì)談到的絕大部分蛋白打過(guò)了招呼。你可能要說(shuō)了，你個(gè)ATP可太不靠譜了，明明主角是RyR2，我怎么感覺(jué)你對(duì)心肌結(jié)構(gòu)和動(dòng)作電位中的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白之類(lèi)的介紹比對(duì)RyR2超復(fù)合體的介紹還長(zhǎng)得多呢？那我也得說(shuō)了，本文的目的其實(shí)除了最開(kāi)始說(shuō)的那兩個(gè)之外還有一個(gè)，就是為專門(mén)討論幾個(gè)重要因子和信號(hào)通路的下一篇做鋪墊，提供必要的背景知識(shí)。我未來(lái)不會(huì)再細(xì)說(shuō)那些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的事，但RyR2超復(fù)合體中的多數(shù)因子都是將來(lái)的重量級(jí)角色。下次閑聊中，我們將真正意義上踏足RyR2調(diào)控的領(lǐng)域，去見(jiàn)識(shí)這個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中奇異瑰怪的美景與爍然奪目的真知。那么，再見(jiàn)嘍！

有關(guān)動(dòng)作電位各通道、轉(zhuǎn)運(yùn)體的內(nèi)容部分參考了人衛(wèi)《生理學(xué)》以及《藥理學(xué)》（抗心律失常藥那章），收縮/舒張期胞質(zhì)平均鈣濃度的數(shù)值出自人衛(wèi)《病理生理學(xué)》（心功能不全那章），有關(guān)蘭尼堿對(duì)骨骼肌和心肌作用機(jī)制的出處見(jiàn)上篇的參考列表。當(dāng)然，我肯定有意無(wú)意地參考了很多維基百科以及UniProt、GeneCards、OMIM等數(shù)據(jù)庫(kù)里的內(nèi)容，只是不好再分別列出了，畢竟又不是讓我寫(xiě)綜述嘛（逃）。

參考文獻(xiàn)兼拓展閱讀：

Blayney, LM., and Lai, FA. Ryanodine receptor-mediated arrhythmias and sudden cardiac death. Pharmacol Ther 123, 151-177 (2009). DOI: 10.1016/j.pharmthera.2009.03.006

備注：這篇綜述應(yīng)該會(huì)成為本系列參考列表中的?？汀?/p>

Luo, M., and Anderson, ME. Mechanisms of Altered Ca2+ Handling in Heart Failure. Circ Res 113, 690-708 (2013). DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.113.301651

備注：封面圖及文中ECC示意圖出處。

Xiao, Z., Guo, W., Sun, B., Hunt, DJ., Wei, J., Liu, Y., Wang, Y., Wang, R., Jones, PP., Back, TG., and Chen SRW. Enhanced Cytosolic Ca2+ Activation Underlies a Common Defect of Central Domain Cardiac Ryanodine Receptor Mutations Linked to Arrhythmias. J Biol Chem 291, 24528-24537 (2016). DOI: 10.1074/jbc.M116.756528

備注：上一篇就已經(jīng)預(yù)告過(guò)了的頭圖出處。話說(shuō)回來(lái)，因?yàn)樵撍赖某叽缦拗疲@圖右邊被截掉了一點(diǎn)，還好不太影響理解。

Kobayashi, T., Kurebayashi, N., and Murayama, T. The Ryanodine Receptor as a Sensor for Intracellular Environments in Muscles. Int J Mol Sci 22, 10795 (2021). DOI: 10.3390/ijms221910795

備注：RyR2結(jié)構(gòu)圖出處。這篇論文RyR1和RyR2都講了，不過(guò)我引用的圖是如假包換的RyR2哦。

Peng, W., Shen, H., Wu, J., Guo, W., Pan, X., Wang, R., Chen, SRW., and Yan, N. Structural basis for the gating mechanism of the type 2 ryanodine receptor RyR2. Science 354, aah5324 (2016). DOI: 10.1126/science.aah5324

備注：鑒于結(jié)構(gòu)生物學(xué)并非本系列的重點(diǎn)，我把這篇研究文章推薦給對(duì)RyR2的結(jié)構(gòu)實(shí)在好奇的小伙伴。我翻譯過(guò)的一篇結(jié)構(gòu)生物學(xué)亮點(diǎn)文章的封面圖就出自這篇文獻(xiàn)~

Guo, W., Wei, J., Estillore, JP., Zhang, L., Wang, R., Sun, B., and Chen, SRW. RyR2 disease mutations at the C-terminal domain intersubunit interface alter closed-state stability and channel activation. J Biol Chem 297, 100808 (2021). DOI: 10.1016/j.jbc.2021.100808

備注：一個(gè)有關(guān)于CTD突變的故事。如果你對(duì)RyR2的亞基間相互作用感興趣，不妨從這篇文章開(kāi)始。

Hong, T., and Shaw, RM. Cardiac T-Tubule Microanatomy and Function. Physiol Rev 97, 227-252 (2017). DOI: 10.1152/physrev.00037.2015

備注：有關(guān)T管精細(xì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容及那張圖的出處。這篇文章是真的為我打開(kāi)了一扇通往新世界的大門(mén)……

Pott, C., Eckardt, L., and Goldhaber, JI. Triple Threat: The Na+/Ca2+ Exchanger in the Pathophysiology of Cardiac Arrhythmia, Ischemia and Heart Failure. Curr Drug Targets 12, 737-747 (2011). DOI:?10.2174/138945011795378559

備注：NCX1在我的印象中既有能力又熱心腸，但一不小心就會(huì)好心辦壞事。這篇文章能詮釋它的這個(gè)特點(diǎn)。

Lehnart, SE. Novel targets for treating heart and muscle disease - stabilizing ryanodine receptors and preventing intracellular calcium leak. Curr Opin Pharmacol 7, 225-232 (2007). DOI: 10.1016/j.coph.2006.09.010

備注：RyR2超復(fù)合體圖的出處。這篇綜述年代比較早，不過(guò)圖畫(huà)得倒還挺全。

Gildart, M., Kapiloff, MS., and Dodge-Kafka, KL.?Calcineurin–AKAP interactions: therapeutic targeting of a pleiotropic enzyme with a little help from its friends. J Physiol 598, 3029-3042 (2018). DOI:?10.1113/JP276756

備注：鈣調(diào)磷酸酶不是本系列中的重點(diǎn)人物，但它真的也很重要！這篇文章講的就是它。

Lokuta, AJ., Meyers, MB., Sander, PR., Fishman, GI., and Valdivia, HH. Modulation of Cardiac Ryanodine Receptors by Sorcin. J Biol Chem 272, 25333-25338 (1997). DOI: 10.1074/jbc.272.40.25333

備注：有關(guān)sorcin的（部分）內(nèi)容的出處。

Chopra, N., and Knollmann, BC. Triadin regulates cardiac muscle couplon structure and microdomain Ca2+ signalling: a path towards ventricular arrhythmias. Cardiovasc Res 98, 187-191 (2013). DOI: 10.1093/cvr/cvt023

Dulhunty, A., Wei, L., and Beard, N. Junctin - the quiet achiever. J Physiol 587, 3135-3137 (2009). DOI: 10.1113/jphysiol.2009.171959

Sibbles, ET., Waddell, HMM., Mereacre, V., Jones, PP., and Munro, ML. The function and regulation of calsequestrin-2: implications in calcium-mediated arrhythmias. Biophys Rev 14, 329-352 (2022). DOI: 10.1007/s12551-021-00914-6

Arvanitis, DA., Vafiadaki, E., Sanoudou, D., and Kranias, EG. Histidine-Rich Calcium Binding Protein: the New Regulator of Sarcoplasmic Reticulum Calcium Cycling. J Mol Cell Cardiol 50, 43-49 (2011). DOI: 10.1016/j.yjmcc.2010.08.021

備注：SR四天王各自的綜述，建議四個(gè)一起食用。

Liu, B., Ho, HT., Brunello, L., Unudurthi, SD., Lou, Q., Belevych, AE., Qian, L., Kim, DH., Cho, C., Janssen, PML., Hund, TJ., Knollmann, BC., Kranias, EG., and Gy?rke, S. Ablation of HRC alleviates cardiac arrhythmia and improves abnormal Ca handling in CASQ2 knockout mice prone to CPVT. Cardiovasc Res 108, 299-311 (2015). DOI: 10.1093/cvr/cvv222

備注：HRC/Casq2雙敲除故事的出處。這個(gè)故事告訴我們，鈣緩沖蛋白的工作可不止緩沖鈣離子！