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Mathematics/Mathematical model

[Mathematical model] De Young-Keizer model

by goatlab 2022. 3. 11.
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 De Young-Keizer model

 

A single-pool inositol 1,4,5-trisphosphate-receptor-based model for agonist-stimulated oscillations in Ca2+ concentration

 

Ca2+는 어디에서나 볼 수 있는 세포 내 2차 메신저이며 여러 다른 세포 유형의 증거에 따르면 중요한 신호 방식은 정상 상태 수준의 유지보다는 진동을 통한 것임을 시사한다. inositol 1,4,5-triphosphate (IP3) 매개 Ca 2+ 방출의 진동 거동은 Gary W. De Young과 Joel Keizer에 의해 모델링되었다.

 

세포 내 Ca 2+ 농도의 진동을 설명하기 위해 몇 가지 메커니즘이 제안되었다. 이 연구에서 De Young과 Keizer는 세포질 Ca 2+ 에 대한 IP3 수용체 / 채널의 이상 반응 만으로도 Ca 2+ 진동을 유도하기에 충분할 수 있다는 아이디어를 조사했다. 

 

3개의 동등하고 독립적인 소단위가 Ca 2+ 전도 에 관여한다고 가정하여 IP3 수용체 / 채널의 단순화된 모델을 구성했다 . 각 소단위에는 3개의 결합 부위가 있다. 하나는 IP3용, ​​하나는 Ca 2+ 활성화용, 하나는 Ca 2+ 비활성화용이다. 따라서 각 소단위는 2차 (association, 연관) 및 1차 (dissociation, 해리) 속도 상수에 의해 지배되는 전이와 함께 8개 상태로 존재할 수 있다. 채널이 열려 있고 전도 하려면 세 개의 서브유닛 모두 상태 S 110 (하나는 IP3 및 하나는 활성화 Ca 2+ 바인딩됨)에 있어야 한다.

 

IP3 수용체 (IP3 receptor)

 

https://gbiomed.kuleuven.be/english/research/50000618/50753344/pictures/Capture.JPG/image_view_fullscreen

 

세포외자극으로 생산하는 이노시톨1,4,5-3인산 (IP3)의 특이적 수용체인데 주로 활면소포체에 존재한다. IP3 수용체는 IP3의 결합으로 Ca2+풀로서 Ca2+방출을 시행하는 Ca2+방출통로이다. 구조적으로는 N말단측에 IP3결합부위가 있고, C말단측에는 6개의 막관통영역이 있어 이것으로 통로를 형성한다. 또 IP3수용체에는 3종류의 아형이 있어, 이들이 호모4합체, 혹은 헤테로4합체를 형성하여 기능한다. IP3 수용체를 매개하는 Ca2+방출반응은 세포내 Ca2+농도에 따라 조절하여 300nM이하인 저농도에서는 촉진하고 300nM이상에서는 역으로 억제되는 것으로 알려져 있다. [네이버 지식백과] IP3 수용체 [IP3 receptor, ~受容體] (생명과학대사전, 초판 2008., 개정판 2014., 강영희)

 

https://models.physiomeproject.org/exposure/cd65a6e4500cb8fae8eb0725c1a2db57/view

 

De Young, Keizer, 1992 — Physiome Model Repository

Model Structure Ca2+ is a ubiquitous intracellular secondary messenger, and evidence from several different cell types suggests that an important mode of signalling is through oscillations rather than the maintenance of a steady state level. The oscillator

models.physiomeproject.org

 

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