BK通道功能性复合体的研究进展

离子通道可以与其他蛋白质耦合形成稳定的大分子复合物,以确保信号转导的效率和准确性。大电导、钙离子激活的钾离子通道（BK通道）的核心是由形成孔区的d亚基组成的四聚体,它具有BK通道的基本生理功能。在不同的组织内,BKα可以与不同的辅助性亚基结合,使通道功能变得复杂多样。BK通道可以将细胞兴奋性与细胞内的钙离子信号联接在一起,在血流、泌尿、免疫、神经递质释放等许多生命过程中发挥着重要的调节作用。近年来,大量的研究工作表明。BK通道可以与钙离子通道、细胞骨架蛋白、蛋白激酶等生物大分子形成功能性复合物,这对通道功能调控和信号转导等生命活动具有重要的生理意义。本文综述了这些BK通道功能复合体的主要分类、功能特性以及生理学意义,并对其未来的研究前景进行展望。     

BK通道功能性复合体的研究进展

离子通道可以与其他蛋白质耦合形成稳定的大分子复合物,以确保信号转导的效率和准确性。大电导、钙离子激活的钾离子通道(BK通道)的核心是由形成孔区的α亚基组成的四聚体,它具有BK通道的基本生理功能。在不同的组织内,BKα可以与不同的辅助性亚基结合,使通道功能变得复杂多样。BK通道可以将细胞兴奋性与细胞内的钙离子信号联接在一起,在血流、泌尿、免疫、神经递质释放等许多生命过程中发挥着重要的调节作用。近年来,大量的研究工作表明,BK通道可以与钙离子通道、细胞骨架蛋白、蛋白激酶等生物大分子形成功能性复合物,这对通道功能调控和信号转导等生命活动具有重要的生理意义。本文综述了这些BK通道功能复合体的主要分类、功能特性以及生理学意义,并对其未来的研究前景进行展望。     

BK通道在细胞膜上的单分子定位及空间分布

目的：研究大电导、钙离子和电压激活的钾离子通道（BK通道）在HEK293细胞膜上的单分子定位及其总体空间分布情况。方法：分别用mEos2、Dronpa等荧光蛋白标记BK通道的α亚基和辅助性β2亚基,将这些质粒在HEK293细胞内瞬时转染以表达通道蛋白,然后用激光共聚焦荧光显微成像、全内反射荧光显微成像、光敏定位荧光成像等技术观察BK通道的亚细胞定位及单分子分布,并用电生理实验技术检测荧光蛋白对BK通道有影响。结果：激光共聚焦荧光显微成像和全内反射荧光显微成像技术只能在亚细胞水平定位通道蛋白,BK通道在细胞膜上聚集并形成不规则的蛋白簇,它的仅亚基和β2亚基在细胞膜上完全共定位;光敏定位荧光成像技术成功定位BK通道蛋白簇里面的单分子,虽然α和β2亚基紧紧靠在一起,它们之间依然存在空间距离;BK通道的质膜表达和功能特性不受荧光蛋白的影响。结论：BK通道蛋白簇里面包含大量的α和β2亚基的蛋白单分子,它们紧密地聚集在一起,但是并没有完全共定位,在分子水平上揭示了BK通道α和p亚基功能耦合的结构基础,为以后研究大分子蛋白质间的相互作用机制提供了很好的分子模型,光敏定位荧光成像技术作为一种全新的单分子荧光成像手段,在基因表达、信号通路、蛋白质相互作用等许多重要生命活动的研究中发挥重要作用。     

BK通道在细胞膜上的单分子定位及空间分布*

摘要目的：研究大电导、钙离子和电压激活的钾离子通道（BK通道）在HEK293 细胞膜上的单分子定位及其总体空间分布情况。 方法：分别用mEos2、Dronpa 等荧光蛋白标记BK通道的α亚基和辅助性β2 亚基,将这些质粒在HEK293 细胞内瞬时转染以表 达通道蛋白,然后用激光共聚焦荧光显微成像、全内反射荧光显微成像、光敏定位荧光成像等技术观察BK通道的亚细胞定位及 单分子分布,并用电生理实验技术检测荧光蛋白对BK通道有影响。结果：激光共聚焦荧光显微成像和全内反射荧光显微成像技 术只能在亚细胞水平定位通道蛋白,BK 通道在细胞膜上聚集并形成不规则的蛋白簇,它的α亚基和β2 亚基在细胞膜上完全共 定位;光敏定位荧光成像技术成功定位BK通道蛋白簇里面的单分子,虽然α和β2 亚基紧紧靠在一起,它们之间依然存在空间 距离;BK通道的质膜表达和功能特性不受荧光蛋白的影响。结论：BK通道蛋白簇里面包含大量的α和β2 亚基的蛋白单分子, 它们紧密地聚集在一起,但是并没有完全共定位,在分子水平上揭示了BK通道α和β亚基功能耦合的结构基础,为以后研究大 分子蛋白质间的相互作用机制提供了很好的分子模型,光敏定位荧光成像技术作为一种全新的单分子荧光成像手段,在基因表 达、信号通路、蛋白质相互作用等许多重要生命活动的研究中发挥重要作用。