Математическая модель рецептора 3 типа к инозитол-3-фосфату (IP3R3)
Рецептор к инозитол-1,4,5-трифосфату (IP3-рецептор) играет важную роль в кальциевой сигнализации клеток. При математическом моделировании преимущественно рассматривается IP3-рецептор 2 типа, а модель IP3 -рецептора 3 типа, учитывающая динамические свойства данного канала, не предложена. Целью настоящей работы является разработка математической модели IP3-рецептора 3 типа, учитывающей нелинейный характер зависимости активности рецептора от концентрации кальция и IP3 в цитозоле.
В работе предлагается система из шести независимых обыкновенных дифференциальных уравнений для описания развития кальциевого ответа на вызванную изменением концентрации IP3 активацию в системе с IP3 -рецептором 3 типа и кальциевой АТФазой SERCA2b. Параметры модели подбирались автоматически по ранее опубликованным экспериментальным данным.
В результате исследования показано, что в системе IP3R3-SERCA2b не наблюдается осцилляций в широком диапазоне параметров. Наиболее часто возникающим режимом функционирования системы является ответ «все-или-ничего», при котором в зависимости от концентрации IP3 либо не наблюдается мобилизации кальция, либо происходит полное опустошение кальциевых депо.
Таким образом, мы заключаем, что в условиях простейшей модели IP3R3 не демонстрирует способности к поддержанию кальциевых осцилляций, что согласуется с его предполагаемой ролью основного кальциевого канала сайтов контакта митохондрий с эндоплазматическим ретикулумом.