在大鼠受损坐骨神经上由藜芦碱诱发的抛物线簇放电

在大鼠受损坐骨神经上加入 5 μmol L藜芦碱溶液 ,观察到了抛物线簇放电的现象。根据Plant模型 ,发生抛物线簇放电的前提条件必须有两个慢变量所支配的慢振荡过程。结合实验模型 ,从离子通道活动的角度揭示了抛物线簇放电发生的生物物理机制。由藜芦碱诱发的慢变钠内流和钙依赖钾外流被认为是引发实验所观察到的抛物线簇放电的两个慢变量。进而阐明了藜芦碱引起这一放电形式所起的作用 ,即抑制钠通道失活引发慢变钠内流。这种利用非线性动力学理论的分析方法可能会为分析药物的药物动力学提供一种新的途径。     

蚕豆气孔运动中水通道和离子通道的作用和地位的探讨

 用不同浓度HgCl2、LaCl3和TEACl (Tetraethylammonium chloride)处理蚕豆(Vicia faba)叶片下表皮条,发现HgCl2能显著抑制气孔开闭,Ca2+通道阻塞剂LaCl3或K+通道阻塞剂TEACl处理也都有一定程度的抑制。三者的作用效果HgCl2>>LaCl3>TEACl。用HgCl2+LaCl3、HgCl2+TEACl或HgCl2+LaCl3+TEACl处理,则气孔开闭运动几乎完全被抑制。表明：蚕豆气孔运动中,保卫细胞胀缩主要是水通道直接参与保卫细胞与叶肉细胞间水流的调节引起的,离子通道起间接次要作用,二者共同引起保卫细胞体积变化而导致气孔开闭。     

苏云金芽孢杆菌Cry1Aa蛋白α4螺旋形成跨膜离子通道的昆虫毒性试验与模型预测

研究野生型苏云金芽孢杆菌Cry1Aa和Cry1C的毒性变化发现, 不同的pH不但影响这些蛋白质的毒性, 而且影响它们在跨膜过程中形成孔洞的能力. 将Cry1Aa α4螺旋中的15个氨基酸突变后与BBMV结合, 进行光散射分析, 与野生型Cry1Aa相比较, 发现有3个突变体几乎完全失去毒性, 7个突变体毒性明显降低, 5个突变体保持野生型毒性. 采用计算机模拟方法研究了苏云金芽孢杆菌Cry1Aa毒蛋白α4螺旋的三维空间结构, 通过观察15个不同残基定点突变对其功能的影响, 解释了突变体毒性变化的原因, 说明了参与膜孔洞形成氨基酸残基对Cry1Aa昆虫毒杀性的重要作用.     

超极化激活的环核苷酸门控性阳离子通道（HCN）与疾病的相关性

超极化激活的环核苷酸门控的阳离子通道(hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gate cation channel,HCN)是一种特殊的阳离子通道,存在于神经细胞、小肠间质细胞、窦房结细胞或心脏细胞等具有自律性的细胞膜上,是产生过度激活正离子电流的结构基础,被认为是起搏细胞的重要特征。HCN离子蛋白通道不但与细胞凋亡以及电流传导有着密切关系,而且还与多种生命活动过程密切相关,近年来,已涉及到疼痛、癫痫、心律失常、消化道系统等许多疾病,特别是有关神经系统方面的疾病,下面将超极化激活的环核苷酸门控性阳离子通道(HCN)与疾病的关系综述如下。     

细胞外调控分子对酸敏感离子通道的功能调控及其机制

酸敏感离子通道(acid-Sensing ion channels,ASlCs)是一类由细胞外质子(H )激活的配体门控阳离子通道.迄今为止,人们在哺乳动物体内已经发现了6种ASICs亚基蛋白,它们分布在多种组织器官中.越来越多的研究表明:ASICs参与了机体的生理、病理过程,如:学习、记忆、痛觉、脑中风和肿瘤.在过去的10年中,人们发现多种内源性或外源性分子可以调控ASICs通道活性.由于这些细胞外调控分子与多种生理和病理功能有关,因此研究细胞外调控分子对ASICs的调控及其分子机制,可以帮助我们更多地了解ASICs功能以及结构信息,也为人们设计ASICs靶点特异性药物提供了理论依据.文章将系统地介绍细胞外调控分子对ASICs的功能调控及其作用机制,特别是该研究领域的最新进展.     

Lys4突变对敬钊缨毛蛛毒素-V钠通道活性的影响

敬钊缨毛蛛毒素-V(jingzhauotoxin-V,JZTX-V)是从敬钊缨毛蛛粗毒中纯化到的一种新型河豚毒素不敏感型钠通道抑制剂,为了深入研究该毒素的结构与功能关系,应用芴甲氧羰基(Fmoc)固相多肽化学合成方法合成了用丙氨酸(Ala)替代JZTX-V第4位赖氨酸残基的突变体K4A-JZTX-V,合成线性多肽经反相高效液相色谱分离纯化后进行谷胱甘肽氧化复性.复性产物分别用MALDI-TOF/TOF质谱进行相时分子质量的鉴定,用膜片钳电生理方法进行电压门控钠通道抑制活性分析.研究结果表明,Lys4被Ala取代后,K4A-JZTX-V对大鼠背根神经节细胞膜上表达的河豚毒素敏感型(TTX-S)钠通道的抑制活性与天然JZTX-V基本相当,提示Lys4与JZTX-V时TTX-S钠通道的抑制活性关系不大;而K4A-JZTX-V对河豚毒素不敏感型(TTX-R)钠通道的抑制活性却比天然JZTX-V下降了约8.3倍,说明Lye4是JZTX-V与河豚毒素不敏感型钠通道抑制活性相关的氨基酸残基.     

离子通道在高等植物光合能量转换中的功能

将类囊体膜重组于脂双层上,用电生理-电压钳位技术测定离子通道,发现一种Cl^-通道,其单位电导为88pS,加入Cl^-通道抑制剂DIDS可以抑制Cl^-通道电流。进一步用几种离子通道抑制剂,即DIDS(Cl^-通道),TEA⁺(K⁺通道),La³⁺,Co²⁺和Verapamil(Ca²⁺通道)分别处理菠菜叶片和类囊体,研究对光合能量转换的影响:(1)叶片光合放氧降低,K_i(DIDS)=0.23μmol/L,K_i(TEA⁺)=0.455mmol/L;叶片荧光参数F_y/F_m和q_p略有变化,q_N和q _E-f增加,(2)类囊体△pH的建立(9-AA荧光猝灭)受到抑制;类囊体q_N明显降低。这些结果表明:离子通道对光合能量转换是必需的,类囊体膜离子通道直接参与了质子梯度的建立,而质膜离子通道较为间接地参与了光合作用能量转换。     

TRP通道与信号转导

TRP(transient receptor potential)通道是一类在外周和中枢神经系统分布很广泛的通道蛋白.到目前为止,有超过30个TRP通道家族成员在哺乳动物中被克隆.TRP通道均为六次跨膜蛋白,其N末端和C末端均在胞内,由第五和第六跨膜结构域共同构成非选择性阳离子孔道.这些通道可被许多种因素调节,包括温度、渗透压、pH值、机械力,以及一些内、外源性配体和细胞内信号分子.TRP通道家族包含七个亚族.目前,它们最公认的功能是介导感觉信号的传递,其他功能包括调节细胞钙平衡和影响发育等.     

多巴胺对鲫鱼视网膜H1型水平细胞上电压门控钙离子通道的调控特性

利用细胞内的钙离子成像技术,研究了多巴胺对鲫鱼视网膜H1型水平细胞上L型电压门控钙离子通道的调控特性。研究发现,在不同胞外pH(6.8、7.4、8.0)条件下,不同浓度多巴胺(50和500μmol/L、1 mmol/L)对L型电压门控钙离子通道均具有上调作用。50μmol/L多巴胺在不同pH下的上调程度没有显著性差异;高浓度多巴胺(500μmol/L和1 mmol/L)在pH8.0条件下比pH6.8和7.4条件下具有更显著的上调作用。这些结果表明,在鲫鱼视网膜H1型水平细胞上,多巴胺对电压门控钙离子通道的调控与胞外pH环境密切相关。在光照情况下,L型电压门控钙离子通道活性被相对高浓度多巴胺上调,并被胞外碱性环境协同增强。这种协同增强效应有助于阐明视网膜对光反应的信息传递机制。     

辅助亚基KChIPs对Kv4钾通道的“钳制”调节作用

快速失活电压门控型钾通道对于神经元兴奋性发挥重要的调节作用,从而影响神经元的功能,如疼痛的信号传导等.拥有四个钙结合位点"EF-hand"的胞浆蛋白KChIPs(Kv channel-interacting proteins)属于神经钙感受器(NCS)家族,与Kv4(Shal)的α亚基共组装成为天然复合体,在神经元和心肌分别编码瞬间低阈值A型K+电流ISA(transient subthreshold A-type K+ current)和瞬间外向K+电流ITO(transient outward K+ current).辅助亚基KChIPs与Kv4 N端的特异性结合有助于电压门控钾通道四聚体的形成和稳定,从而增加通道向细胞膜表面的转运,并调节通道的失活动力学和恢复速率等.本文基于近期解析出的Kv4 N末端与KChIP1的复合晶体结构,着重阐述Kv4钾通道与其辅助亚基KChIPs的相互作用机制.在Kv4 N端/KChIP1复合结晶体中,每一个KChIP1分子分别与两个邻近的Kv4 N末端相结合,即单个KChIP1同时与周围的两个Kv4相互作用,而形成分子数比为4:4的"钳制"结构.Kv4和KChIPs相互作用的结构机制为基于结构的化合物设计以及治疗膜兴奋性相关疾病提供了基础.