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间隙连接蛋白43的功能及温度响应性研究进展
摘要：
间隙连接蛋白43（connexin43，Cx43）是一种重要的细胞膜蛋白，在多种细胞中起着关键的细胞间通信作用。Cx43 非只是是细胞间连接的组成要素，还具有其他生物学过程的调节功能，如细胞凋亡、细胞增殖等。在体内，Cx43 还存在温度敏感性，不同的温度条件会影响Cx43的表达、磷酸化和特定的聚集方式。这篇综述文章将回顾间隙连接蛋白43的基本结构，功能，调节机制以及温度响应性。
关键词：间隙连接蛋白43 ； 细胞间通信； 细胞凋亡； 细胞增殖； 温度影响
Introduction:
间隙连接蛋白43（connexin43，Cx43）属于间隙连接蛋白家族，是一种彼此串联的蛋白质，它在多种细胞中发挥着重要的细胞间通信作用。除此之外，Cx43 还具有其他的生物学功能，如细胞凋亡、增殖等。最近研究表明，Cx43 也受温度影响，不同的温度条件会影响Cx43的表达，磷酸化和特定的聚集方式。了解Cx43 的功能及其温度响应性对于研究Cx43的生物学意义，以及拓展新的临床应用范围具有重要意义。
基本结构：
Cx43 是由4个膜蛋白亚基组成的，每个亚基含有约382个氨基酸，并通过两个处理后的蛋白链形成一条α螺旋。α-螺旋折叠成八面体形三度结构，其中两个相邻的八面体通过紧密结合形成交互连接蛋白亚单元的结构基础（1）。每个亚基上含有4个跨膜域，两个一级封闭同拓扑单元和两个二级红外线支承同拓扑单元（2）。Cx43 的N端含有了氨基末端的环状部分和一个多肽带。C-端同样含有多肽带，和唯一的CTM（C-terminal millions of eight）、一系列底物结合位点和C3区域，由于这一区域许多磷酸化位点的存在，因而靠近CTM的一侧被称作“C-端磷酸承载区域”（3,4）。
功能：
Cx43 是一种细胞间通信的重要组成成分。当Cx43 渗透进细胞膜并连接到相邻细胞的Cx43上时，它们之间就形成了一条连通孔道，被称为间隙结（gap junctions）。这种结构允许离子、细胞代谢产物和信号分子在细胞直接传递。详细流程为：当一个细胞向胞外释放信息时，这个信息荷载物也被释放出去，它们进入靠近C-端磷酸承载区域的CTM。CTM 的存在导致Cx43 分子变为开放状态，它的C-端磷酸酰化状态是一个重要信号，可以直接调节Cx43 的开通概率（5）。也就是说，Cx43 的内部含有一种分子可调节它开关通的状态，这种开关是磷酸酰化状态。许多活性和信号因子通过调节磷酸酰化来调节Cx43 亚细胞定位和功能。Cx43 的磷酸化与多种信号通路相关，如PKA、CamKII、PKC、mTOR、MAPK、GSK3等（6-8）。
细胞凋亡和增殖是细胞生物学中重要的细胞周期，并确定了生物体的健康和发育。Cx43 对细胞凋亡和增殖间具有双向调节作用。研究显示，Cx43 与caspase-3 相关，可以刺激细胞凋亡（9）。然而，其他研究表明，Cx43 的存在可以抑制细胞凋亡，并促进心肌细胞修复自我（10）。此外，Cx43 的磷酸酰化状态还可以影响细胞增殖。小鼠胚胎成纤维细胞和人类手足综合征肺成纤维细胞中的Cx43 异常的磷酸化状态可以抑制细胞增殖并导致细胞周期停滞。（11）
温度响应性：
许多研究表明，Cx43 受温度影响很大。在低于常温（25℃）或高于常温（37℃）条件下，Cx43 在细胞膜上的表达和特定的聚集方式均发生明显的变化。例子：低温导致Cx43 表达下降，而在高温（45℃）下，Cx43 聚合形成斑块，且这种聚合形式具有小波性质。（12，13）。在体外培养的大鼠心肌细胞中，低温下的Cx43 表达量下降并且Cx43 形成的间隙结数量和它们的连通孔道张开程度也减少了（14）。一项研究表明，在37℃和40℃温度下，人体纤维母细胞依赖性乳糜症3（hFibroblasts）细胞的Cx43表达发生重叠变化，间隙结数量和贡献的连通面积也随着温度的变化而变化（15）。
结论：
Cx43 是一种重要的细胞膜蛋白，在多种细胞中起着关键的细胞间通信作用。Cx43 同时也具有其他多种生物学功能，如细胞增殖、凋亡、信号转导等。此外，Cx43 还受温度影响，不同的温度条件会影响Cx43的表达、磷酸化和特定的聚集方式。未来的研究还需要深入探讨Cx43 的这些生物学功能，并找出Cx43 温度敏感的机制。这些研究对于拓展Cx43 的临床应用范围具有重要意义。