Nature：离子通道形变的新研究技术

　　

生物通报道：由来自德国和法国的研究人员组成的一个国际性研究组对毒素与离子通道互做研究又取得了新的进展。他们确定出了毒素如何结合到钾离子通道，并改变了它们的内部结构。

马克思·普朗克生物物理化学研究所和其他来自德国和法国的研究人员通过结合核磁共振（NMR）仪和特殊的蛋白质合成步骤来揭开钾离子通道和毒素结合并改变结构的机制。这项研究使得开发出治疗高血压和其他与钾离子通道功能障碍有关的疾病的新型药物称为可能。这项研究的结果发表在2006年4月13日的Nature杂志上。

我们的细胞都具有膜，而离子通道就镶嵌其中。离子通道是一些特殊的蛋白质，它们只容许特定的离子通过膜。这种通道能形成一种电化学梯度，从而使神经和心肌细胞信号通过。神经或心肌细胞变得兴奋，同时离子通道结构也发生改变，从而使特定离子得以通过该孔道。不同的通道对不同的特定离子开发，例如钾离子通道只容许钾离子通过。有毒的动物能够利用非常特别的毒素来靶向离子通道，这些毒素能够阻塞离子通道并使它不能让电信号通过膜，而且常常会杀死该细胞。

尽管科学家在离子通道的研究上已经取得了很大的进展，但是有关毒素和离子通道的这种相互作用一直以来都未能在结构水平上进行较深入细致的研究。

马克思·普朗克生物物理化学研究所的研究人员与汉堡神经信号过程研究所（Institute for Neural Signao Processing）和法国Marseille大学的研究人员将固态NMR与特殊的蛋白质合成步骤结合在一起，分析了北非蝎子（Androctonus mauretanicus mauretanicus）的一种毒素样本，以确定细菌钾离子通道在原子水平上如何与毒素相互作用。

研究人员首先分析了这种被毒害的离子通道蛋白的电生理特征。他们将其中一些进行旋转标记（spin-marked）并使用固态NMR进行分析。Spin-marked蛋白包含具有一种内在旋转磁力矩的碳和氮原子，这种力矩能增强NMR的信号。通过对这种毒素影响离子通道之前和之后的光谱数据进行分析，研究人员发现这种毒素能够附着在该离子通道的一个特定区域（孔区）上，并且改变该区域的结构。因此，这种毒素只在它能够识别离子通道中一种特殊的氨基酸序列时才能影响离子通道。此外，毒素结合的对象的内在柔韧性对相互作用也有重要影响。

利用这种新的光谱方法，研究人员现在已经能够更好地了解钾离子通道的药理学和生理学特征——这些信息将有助于研究人员研发出特异性更强的药物。（生物通记者杨淑娟）

首次在人类胚胎干细胞发现离子通道

颠覆诺贝尔奖？离子通道的重大发现

离子通道宽度控制“细胞交通”

研究离子通道动力学的新方法

细胞离子通道连接着气味和大脑