Рецептор к инозитол 3 фосфату

1. Математическая модель рецептора 3 типа к инозитол-3-фосфату (IP3R3)

Выполнили:
Студенты 4 курса медицинской биофизики
Дорогина Анна, Семикина Анна, Воронцов Марк
Г. Москва, 2026 год.

2. Исходная гипотеза и цель работы

• IP3-рецептор 3 типа (IP3R3) играет важную роль в кальциевой сигнализации, обладает важными
свойствами - нелинейной зависимостью открытия от концентрации IP3 и бифазной регуляцией ионами
кальция, однако до настоящей работы не существовало математической модели, адекватно
описывающей его кинетику.
• Целью данной работы была разработка достоверной математической модели IP3-рецептора 3 типа,
учитывающей нелинейный характер зависимости активности рецептора от концентрации кальция и
IP3 в цитозоле.

3. Метод моделирования

• Математическая модель кинетики IP3R3 представляет собой систему обыкновенных
дифференциальных уравнений, построенных на основе модели Sneyd - Dufour, состоящей из шести
дифференциальных уравнений, каждое из которых отражает возможное состояние одной из четырех
субъединиц рецептора.
N - нейтральное состояние готовности к
работе;
O – открытое состояние, при котором канал
обладает ненулевой проводимостью для
ионов кальция;
A – активированное состояние, при котором
проводимость выше, чем в состоянии O;
I1, I2 – ингибированные состояния, в которых
канал закрыт и которые достигаются
связыванием иона кальция в ингибиторном
сайте;
S – закрытое состояние

4. Схема модели

Для оценки влияния IP3R3 на кальциевую
сигнализацию была разработана
минимальная математическая модель кальциевой
сигнализации (рис. 3). Данная модель представляет
собой систему из семи независимых
дифференциальных уравнений, описывающих
концентрацию ионов кальция в цитозоле ([Ca2+cyt])
и в ЭПР ([Ca2+er]) клетки и шесть состояний
рецептора. В состоянии покоя [IP3] = 0 мкМ, [
Ca2+cyt] = 0 мкМ в отсутствие тока утечки.
При активации клетки происходит повышение [IP3],
что приводит к выходу кальция из ЭПР и развитию
кальциевого ответа системы. В рамках данной
модели мы не рассматриваем обмен
ионами кальция с внешней средой.

5. Разбор дифференциальных уравнений

6. Вывод

7. Спасибо за внимание!