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第一部分兰尼碱受体(RyRs)穿膜肽配体分子calcins家族结构与功能之间的关系。 Calcins家族是一组从蝎毒素中纯化和鉴定的同时具有高亲和力和高特异性的RyRs的配体分子，它们可以通过促使RyRs处于亚电导状态而增加其开放频率。本研究合成现在已知的所有8种calcins家族分子，其中Vejocalcin是本研究新鉴定的序列，Opicalcin1、Opicalcin2和Urocalcin三种calcins分子的活性是本研究首次研究。研究过程中我们通过比较8种calcins分子的一级结构序列、三维空间结构以及对RyR1的活性作用来分析其结构与功能之间的关系。一级序列比对和进化分析发现calcins家族是一类同源性非常高的多肽分子（≥78.8％相似性）。一个由三对二硫键连接而成的由βαββ二级结构组成的ICK模体是calcins家族的特征结构。Calcins家族的另一个特征是含有大量的带正电荷的碱性氨基酸，并且这些碱性氨基酸都位于calcins分子的一侧，从而形成了一个典型的两性多肽分子。[3H]ryanodine分析发现8种calcins多肽分子Opicalcin1、Opicalcin2、Vejocalcin、Hemicalcin、Imperacalcin、Hadrucalcin、Maurocalcin以及Urocalcin对RyR1的亲和力分别为（Kd值）分别为0.3、3.2、3.7、6.9、8.7、14.8、26.4以及376 nM。所有的calcins分子都表现出对Ca2+的依赖性，其激活和失活过程为典型的钟形曲线。单通道膜片钳记录发现calcins分子诱导RyR1亚通道状态的比例从～20％到60％不等，与亲和力、偶极矩以及刺激肌浆网Ca2+释放的能力都没有直接的相关性。除了Urocalcin外，所有的calcins分子(100nM)都可以刺激肌浆网Ca2+释放并且部分耗竭肌浆网中的Ca2+。总之，天然calcin多肽是一类具有高亲和力的发挥激活RyRs作用的穿膜肽类配体分子家族。 第二部分部分消耗肌浆网Ca2+降低CPVT小鼠模型中心肌细胞的自发性Ca2+释放和室性快速型心律失常 RyR2基因突变引起的儿茶酚胺多形性室性心律失常（CPVT）疾病在β-肾上腺素能刺激时，其心肌细胞中的肌浆网Ca2+超载会引起自发性Ca2+释放(SCR)并导致室性快速性心律失常(VTs)。本课题的目的在于研究RyRs的穿膜肽配体分子Imperacalcin对RyR2-R4496C突变的CPVT小鼠模型心肌细胞SCRs和小鼠VTs的抑制。检测Imperacalcin激活RyR2S并释放SR Ca2+采用单通道膜片钳、[3H]ryanodine亲和力分析以及富含SR的小鼠心脏微体实验进行。Ca2+transient、SR Ca2+ load、Ca2+ sparks、SR Ca2+ leak以及SCRs的检测采用激光扫描共聚焦显微镜的线扫模式进行。心肌细胞和表达RyR2的HEK细胞采用共聚焦面扫形式进行。同步记录动作电位与Ca2+ transient、同步记录L-型Ca2+通道电流与Ca2+transient采用膜片钳与共聚焦同步扫描进行。Langendorff离体心脏用于比较Imperacalcin和ryanodine对心脏功能的直接影响。整体动物水平下检测清醒和麻醉状态下的ECG用于评价Imperacalcin的抗心律失常作用。最后采用ELISA的方法检测血浆中的Imperacalcin浓度变化。通过上述研究发现，Imperacalcin可以通过稳定RyR2在亚电导状态诱导肌浆网Ca2+释放并进一步部分耗竭肌浆网中的Ca2+。在非β肾上腺素能刺激下，Imperacalcin可以轻度的降低Ca2+ transient的幅度、SR Ca2+的同时轻微地升高舒张期胞浆Ca2+浓度。这个效应在β肾上腺素能刺激下会被显著放大。Imperacalcin在β肾上腺素能刺激下可以显著抑制RyR2-R4496C突变小鼠的心肌细胞SCRs并抑制整体动物VTs的发生。整体动物水平，Imperacalcin对症状相对较轻的VTs的抑制作用尤其明显。总之，部分消耗肌浆网Ca2+降低CPVT小鼠模型中心肌细胞的自发性Ca2+释放和室性快速型心律失常。