「カルシウムドメイン」の版間の差分

{{box|text=　[[カルシウム]]イオン(Ca²⁺)が[[チャネル]]を通過して生じる細胞内の遊離カルシウム濃度上昇の空間的分布領域。カルシウムドメインは細胞外からのカルシウム流入、または[[小胞体]]からのカルシウム流出によって形成される。}}

== カルシウムドメイン仮説  ==

　Chad &amp; Eckert<ref name="ref1"><pubmed>6329349</pubmed></ref>によって提唱された。[[電位依存性カルシウムチャネル]]が短時間、開口することにより、細胞外から細胞内に流入したカルシウムは、[[細胞質]]にある内在性[[カルシウムバッファー]]の影響下、拡散により、[[細胞膜]]の内側に沿って半円形に濃度分布すると推定され、その空間分布をカルシウムドメインと呼んだ（図）。カルシウムドメインを形成する最小ユニットは単一チャネルであるが、複数チャネルがクラスターを形成すると、より大きなカルシウムドメインが形成される。カルシウムドメインの重複の程度はチャネル当たりのカルシウム流入量、カルシウムチャネルの分布密度、カルシウムバッファーの濃度と結合速度などによって決定される。

==関与するチャネル  ==

#細胞外カルシウムの細胞内流入を媒介するチャネル：電位依存性カルシウムチャネル、カルシウム透過型チャネル（[[NMDA型グルタミン酸受容体]]チャネル、[[機械力受容チャネル]]、[[TRPチャネル]]、[[環状ヌクレオチド依存性チャネル]]、[[store-operated CRAC]]チャネルなど）<br>  

#[[細胞内カルシウムストア]]から細胞質への流出を媒介するチャネル：[[リアノジン受容体]]チャネル、[[IP3受容体|IP₃受容体]]チャネル。

==機能的役割 ==

#[[シナプス小胞]]の取り込み（[[エンドサイトーシス]]）：シナプトタグミンなどの低親和性カルシウム結合タンパク質により媒介されるものと、[[カルモジュリン]]などの比較的高親和性カルシウム結合タンパク質により媒介されるものがあると推定されている<ref><pubmed>20562869</pubmed></ref>。

#[[細胞内ストアカルシウム]]の放出促進(リアノジン受容体チャネル、IP₃受容体チャネルからのカルシウムに依存したカルシウムの放出)。

#[[成長円錐]]の伸長([[TRPCチャネル]]などからのカルシウム流入)。

==サイズ  ==

 

{|class="wikitable"

|+表　代表的カルシウムキレート剤のK_onとK_D 文献<ref name="ref2"><pubmed>9278532</pubmed></ref> <ref name=ref11106608><pubmed>11106608</pubmed></ref>より。

| 結合速度定数(K_on)（1/M・s）

| 解離定数(K_D) (μM)

| [[BAPTA]]<ref name="ref2" />

| [[EGTA]]<ref name=ref11106608 />

| 1.0 x 10⁷  

| 0.07

λ = (D_Ca/K_onB)^0.5

で与えられる。ここでD_Caは細胞質内におけるカルシウムの[[wikipedia:ja:拡散定数|拡散定数]]（220 μm²/s）<ref name="ref2"><pubmed>9278532</pubmed></ref>、Bはキレート剤の濃度に相当する。この式から算定されるカルシウムドメインのλは図のようになる。例えば、細胞内に1 mM EGTAが存在すると起点から148 nm離れた位置におけるカルシウム濃度は起点濃度の1/e (37%)となる。同様に、細胞内に1 mM BAPTAが存在する場合のカルシウム拡散の長さ定数は23 nmと算定される（図）。したがって、一定濃度のEGTAまたはBAPTAを細胞内に注入し、それによるカルシウム依存性機能の抑制率を測定することによって、この機能に関わるカルシウムドメインのサイズを推定することができる。

==マイクロドメインとナノドメイン  ==

　便宜上、カルシウムドメインのサイズが10-20 nm以下のものを[[ナノドメイン]]、100-200 nm以上のものを[[マイクロドメイン]]と呼び分けることが行われている<ref><pubmed>9539117</pubmed></ref>。例えば、「ナノドメインカルシウムに依存する小胞開口放出」のように使われている。しかし一方「マイクロドメイン」はカルシウムドメインの総称としても使われているので注意を要する。

== 参考文献 ==