子科生物報道：?離子通道在許多細(xì)胞過程中起著至關(guān)重要的作用，包括神經(jīng)元通訊、肌肉收縮或細(xì)胞增殖。大多數(shù)多亞基離子通道存在兩種功能狀態(tài)，要么關(guān)閉，要么打開。在門控過程中，我們應(yīng)該預(yù)料到所有亞基都經(jīng)歷構(gòu)象變化。中間傳導(dǎo)水平的缺失是令人驚訝的，需要一個解釋。來自維也納大學(xué)和圣路易斯華盛頓大學(xué)的一組研究人員創(chuàng)建了一個智能模型系統(tǒng)來回答這個重要的問題。這項研究目前發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

離子通道是調(diào)節(jié)細(xì)胞電活動的膜蛋白。在這項研究中，科學(xué)團隊研究了內(nèi)糾偏鉀通道Kir2。該通道對于維持許多細(xì)胞的負(fù)膜電位至關(guān)重要。這些通道是治療心血管疾病的有希望的藥物靶點。為了促進(jìn)藥物開發(fā)，詳細(xì)了解門控機制是很重要的。

智能模型系統(tǒng)與創(chuàng)新方法

來自圣路易斯華盛頓大學(xué)的Grigory Maksaev解釋說:“我們設(shè)計了一個模型系統(tǒng)，使我們能夠可視化單個亞基的門控并跟蹤電導(dǎo)變化。”采用內(nèi)整流鉀通道Kir2作為模型系統(tǒng)。該通道對于維持許多細(xì)胞的負(fù)膜電位至關(guān)重要?！拔覀冊谕ǖ篱T附近引入了酸性殘留物。這導(dǎo)致了新的狀態(tài)，即所謂的亞電導(dǎo)狀態(tài)，”維也納大學(xué)藥學(xué)系的Eva Plessl解釋說。這些子狀態(tài)的壽命足夠長，可以用實驗來解決。每個觀察到的子狀態(tài)代表一個不同的亞基構(gòu)象。有趣的是，亞狀態(tài)占用是可以用pH滴定的。“這表明單個酸性殘基的質(zhì)子化或去質(zhì)子化導(dǎo)致了這種現(xiàn)象，”圣路易斯華盛頓大學(xué)的Sun-Joo Lee解釋說。

酸的導(dǎo)電性更差

維也納大學(xué)藥學(xué)系的Anna Weinzinger解釋說:“酸性殘留物的不同質(zhì)子化狀態(tài)的分子動力學(xué)模擬支持這一發(fā)現(xiàn)。研究表明，每個亞基門控轉(zhuǎn)變都會導(dǎo)致電導(dǎo)水平的變化。這表明對于一個完全開放的通道，所有的亞單元必須一起移動。通過設(shè)計一個智能模型系統(tǒng)，我們回答了一個長期存在的關(guān)于離子通道門控的問題”。