《深度透視鉀離子通道的離子選擇、配體門控和阻斷機制》是依託浙江大學，由葉升擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：深度透視鉀離子通道的離子選擇、配體門控和阻斷機制
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：葉升
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鉀離子通道控制鉀離子的流入和流出細胞，存在於從細菌到人類的幾乎所有的生命體，是生命體最常見的分子機器之一。它們存在於人體幾乎所有的組織，並在一系列重要的生理過程中起著關鍵作用。鉀離子通道的功能缺陷導致許多人類疾病。離子通道有三個最重要的基本性質，離子選擇性是指它能夠選擇性地通透鉀離子；門控是指它能隨外界刺激開放或關閉；阻斷是指當通道開放時，相當大的分子可以從細胞內側進入中央空穴，阻斷通道而引起通道失活。本研究以一個鈣門控的鉀離子通道MthK為模型通道，結合X-射線晶體學、電生理學和熱力學分析，針對鉀離子通道上述三個和生理過程密切相關的基本性質展開研究，目的是揭示其深度機制。本項研究不僅將幫助我們更好地理解離子通道的傳導以及動力學特徵，為進一步研究與人類疾病直接相關的離子通道打下基礎，而且還能對以離子通道為靶向系統的藥物設計提供直接的結構與功能信息，從而使以分子結構為基礎的藥物設計成為可能。
結題摘要
我們針對配體門控的鉀離子通道的兩個最重要的科學問題：離子選擇性和通道的門控，以鈣離子門控的MthK鉀離子通道為研究對象，首先，我們結合X-射線晶體學和電生理學兩種研究手段，探討了鋇離子和鉀離子在MthK鉀離子通道離子選擇篩內的相互作用，對鉀離子對於鋇離子從鉀通道逃逸存在三個效應：外部鎖定效應、增強效應和內部鎖定效應提出了一個合理的模型。其次，我們通過大規模的分析多種不同狀態的門控環結構，精準的捕捉到了鈣離子在八聚體門控 環的結合誘發下游一系列結構變化事件的分子機制，並且結合電生理和 ITC 等功能實驗證實這個機制。這是離子通道的第一個原子水平上的協同性結構變化的模型，並且為深入闡釋離子通道協同性門控機制提供了堅實基礎。
