BACKGROUND The lumen of the endoplasmic reticulum (ER) acts as a cellular Ca2+ store and a site for oxidative protein folding, which is controlled by the reduced glutathione (GSH) and glutathione-disulfide (GSSG) redox pair. Although depletion of luminal Ca2+ from the ER provokes a rapid and reversible shift towards a more reducing poise in the ER, the underlying molecular basis remains unclear. RESULTS We found that Ca2+ mobilization-dependent ER luminal reduction was sensitive to inhibition of GSH synthesis or dilution of cytosolic GSH by selective permeabilization of the plasma membrane. A glutathione-centered mechanism was further indicated by increased ER luminal glutathione levels in response to Ca2+ efflux. Inducible reduction of the ER lumen by GSH flux was independent of the Ca2+-binding chaperone calreticulin, which has previously been implicated in this process. However, opening the translocon channel by puromycin or addition of cyclosporine A mimicked the GSH-related effect of Ca2+ mobilization. While the action of puromycin was ascribable to Ca2+ leakage from the ER, the mechanism of cyclosporine A-induced GSH flux was independent of calcineurin and cyclophilins A and B and remained unclear. CONCLUSIONS Our data strongly suggest that ER influx of cytosolic GSH, rather than inhibition of local oxidoreductases, is responsible for the reductive shift upon Ca2+ mobilization. We postulate the existence of a Ca2+- and cyclosporine A-sensitive GSH transporter in the ER membrane. These findings have important implications for ER redox homeostasis under normal physiology and ER stress.

中文翻译：

---

内质网腔内Ca2 +动员依赖的减少是由于细胞内谷胱甘肽的涌入。

背景技术内质网（ER）的内腔充当细胞Ca2 +存储和氧化蛋白折叠的位点，其受还原型谷胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽-二硫键（GSSG）氧化还原对控制。尽管从内质网中耗尽腔内Ca2 +引起了内质网向快速降低的平衡的快速且可逆的转变，但潜在的分子基础仍然不清楚。结果我们发现，依赖于Ca 2+的动员的ER腔减少对抑制GSH合成或通过质膜选择性通透的胞浆GSH稀释很敏感。响应于Ca2 +外排的ER腔内谷胱甘肽水平升高，进一步表明了以谷胱甘肽为中心的机制。GSH通量诱导的ER内腔减少与Ca2 +结合伴侣钙网蛋白无关，之前已牵涉到此过程。但是，通过嘌呤霉素或添加环孢菌素A打开跨膜通道可模仿GSH相关的Ca2 +动员作用。虽然嘌呤霉素的作用归因于ER的Ca2 +泄漏，但环孢菌素A诱导的GSH通量的机制与钙调神经磷酸酶和亲环素A和B无关，并且仍不清楚。结论我们的数据强烈表明，胞质GSH的ER内流而不是抑制局部氧化还原酶，是Ca2 +动员时的还原性转变的原因。我们假设在ER膜中存在Ca2 +和环孢素A敏感的GSH转运蛋白。这些发现对正常生理和内质网应激下的内质网氧化还原稳态具有重要意义。通过嘌呤霉素或添加环孢菌素A打开跨膜通道，模仿了GSH相关的Ca2 +动员作用。虽然嘌呤霉素的作用归因于ER的Ca2 +泄漏，但环孢菌素A诱导的GSH通量的机制与钙调神经磷酸酶和亲环素A和B无关，并且仍不清楚。结论我们的数据强烈表明，胞质GSH的ER内流而不是抑制局部氧化还原酶，是Ca2 +动员时的还原移位的原因。我们推测ER膜中存在Ca2 +和环孢素A敏感的GSH转运蛋白。这些发现对正常生理和内质网应激下的内质网氧化还原稳态具有重要意义。通过嘌呤霉素或添加环孢菌素A打开跨膜通道，模仿了GSH相关的Ca2 +动员作用。虽然嘌呤霉素的作用归因于ER的Ca2 +泄漏，但环孢菌素A诱导的GSH通量的机制与钙调神经磷酸酶和亲环素A和B无关，并且仍不清楚。结论我们的数据强烈表明，胞质GSH的ER内流而不是抑制局部氧化还原酶，是Ca2 +动员时的还原移位的原因。我们推测ER膜中存在Ca2 +和环孢素A敏感的GSH转运蛋白。这些发现对正常生理和内质网应激下的内质网氧化还原稳态具有重要意义。虽然嘌呤霉素的作用归因于ER的Ca2 +泄漏，但环孢菌素A诱导的GSH通量的机制与钙调神经磷酸酶和亲环素A和B无关，并且仍不清楚。结论我们的数据强烈表明，胞质GSH的ER内流而不是抑制局部氧化还原酶，是Ca2 +动员时的还原移位的原因。我们假设在ER膜中存在Ca2 +和环孢素A敏感的GSH转运蛋白。这些发现对正常生理和内质网应激下的内质网氧化还原稳态具有重要意义。尽管嘌呤霉素的作用归因于ER的Ca2 +泄漏，但环孢菌素A诱导的GSH通量的机制与钙调神经磷酸酶和亲环素A和B无关，并且仍不清楚。结论我们的数据强烈表明，胞质GSH的ER内流而不是抑制局部氧化还原酶，是Ca2 +动员时的还原移位的原因。我们假设在ER膜中存在Ca2 +和环孢素A敏感的GSH转运蛋白。这些发现对正常生理和内质网应激下的内质网氧化还原稳态具有重要意义。而不是抑制局部氧化还原酶，是Ca2 +动员时的还原移位的原因。我们假设在ER膜中存在Ca2 +和环孢素A敏感的GSH转运蛋白。这些发现对正常生理和内质网应激下的内质网氧化还原稳态具有重要意义。而不是抑制局部氧化还原酶，是Ca2 +动员时的还原移位的原因。我们假设在ER膜中存在Ca2 +和环孢素A敏感的GSH转运蛋白。这些发现对正常生理和内质网应激下的内质网氧化还原稳态具有重要意义。