胞外镁离子电压依赖性抑制Kir2.2通道内向钾离子流分子机制的研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yesw04
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内向整流钾离子(Kir)通道是一类在诸多生理活动中起着重要作用的跨膜蛋白,参与维持细胞的静息膜电位、调节心肌细胞与神经元的兴奋性、平衡胰岛素与电解质的分泌等。因其电压电流关系中所具有的内向整流特性而得名,即钾离子通过Kir通道由细胞外向细胞内流的过程,比由细胞内向细胞外流的过程容易的多。其形成机制不是通道蛋白自身变构的结果,而是由胞内镁离子和多胺离子电压依赖性堵塞通道口所致。我们预实验研究发现,胞外镁离子可以电压依赖性地抑制,外源表达于非洲爪蟾卵母细胞中的Kir2.2通道的内向钾离子流,且镁离子阻断电流与电流恢复时程均很短暂,其时间常数大约为3-4s。针对此电生理实验现象,我们采用分子动力学模拟、定点突变和电生理学实验相结合的方法,对其机制进行了研究。实验数据表明,胞外镁离子的结合位点位于Kir2.2通道口处,通过在G119D、Q126E、H128D进行定点突变,可以提高通道与钾离子结合及通透能力,进而削弱了镁离子电压依赖性地对Kir2.2内向电流的抑制作用。钙激活氯离子通道(Calcium-activated Chloride Channel,CaCCs)最初发现于爪蟾卵母细胞中,其激活机制具有电压和钙离子双重依赖性。CaCCs广泛地分布于脊椎和非脊椎动物的各种组织中,参与了生物体的诸多生理活动。由于多数情况下,CaCCs介导的氯离子流和其它钙依赖性阳离子流,以及非钙依赖性氯离子流同时存在,这就使得对其电生理特性及其在相关生理过程所起作用的研究相对滞后。筛选对CaCCs具有特异性阻断或激活作用的药物,对于研发以CaCCs为靶点的药物具有重要意义。为此,我们采用YFP-荧光淬灭高通筛选方法研究了塞来昔布、去甲基塞来昔布等六种药物分子对CaCCs的调节作用。实验结果显示, UMC、F4、C15三种药表现出对CaCCs的抑制作用。C25目前实验表现为对CaCCs微弱的抑制作用。DMC、CX与CaCCs作用仍不清楚,或有微弱的抑制作用。
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