細胞鈣信號和IP3R鈣通道的動力學(xué)模型.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在()實驗室完成。(請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負責(zé)人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：勰豸燦f弓

2、年石月W日摘要摘要細胞是生命體的基本結(jié)構(gòu)和功能單元，鈣離子C孑則是細胞內(nèi)廣泛存在的一種重要的胞內(nèi)信使，幾乎所有細胞的生理活動都受Ca2的調(diào)控，例如肌細胞的收縮，神經(jīng)遞質(zhì)從神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞的釋放，卵子的激活，肝臟和胰腺創(chuàng)傷的愈合和新陳代謝過程，以及細胞的成熟、分化和死亡等。胞內(nèi)鈣信號有一個共同源，就是通過IP。R通道從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣庫的C孑釋放，因此IP3I通道的幾何分布和動力學(xué)機制都對C孑信號有重大的影響。本文在第二至第四章分別討論TIP

3、3R通道隨機擴散動力學(xué)，阿爾茲海默氏癥中變異的早老素對通道開關(guān)動力學(xué)的影響，和鈣信號在神經(jīng)膠質(zhì)細胞間的傳播動力學(xué)。在第二章中，我們考慮愛因斯坦一斯莫魯霍夫斯基理論解析求解和蒙特卡羅數(shù)值模擬，研究不同形狀的二維膜片上離子通道的隨機擴散行走，而該膜片的中心含有一個小吸引區(qū)域能錨定通道，討論了通道隨機行走到錨定區(qū)域的空間平均首通時間(MFPT)。我們發(fā)現(xiàn)，如果通道的半徑非常小，點粒子模型理論解析解和蒙特卡洛模擬的結(jié)果非常吻合。而對于較大的通道

4、半徑，我們在理論模型中要考慮通道半徑效應(yīng)。一個重要的結(jié)論是，對于相同面積不同形狀的的膜片，平均MFPT的值取決于膜區(qū)域的縱橫比，當這個比值為1時，平均MFPT達到最小值。在第三章中，基于Sf9細胞IP3R通道的膜片鉗生物實驗結(jié)果，我們對Sf9細胞的IP3R通道的開關(guān)動力學(xué)進行建模，對比討論正常細胞和家族性阿爾海默氏患者細胞中的IP3R通道的打開幾率，平均打開時間和平均關(guān)閉時間的差異，發(fā)現(xiàn)在家族性阿爾海默氏患者細胞中，變異的早老素增強了通