研究人員揭開鈉-鉀離子泵形狀

研究人員揭開鈉-鉀離子泵形狀

鑲嵌在細胞膜表麵的蛋白質對細胞而言至關(guan) 重要，蛋白質通過將帶電分子（離子）從(cong) 一邊移動到另一邊來傳(chuan) 輸信號和保護平衡。一些蛋白質甚至向水泵一樣使用能量，帶有閥門的專(zhuan) 門通道定時打開，在嚴(yan) 格控製方式下引導離子進出。
    鈉-鉀離子泵是zui常見的離子泵之一。人體(ti) 每個(ge) 細胞中都有鈉-鉀離子泵，它也是心力衰竭藥物的主要目標。盡管研究人員已經可以比較好地模擬蛋白質的外部結構，但是他們(men) 仍在努力探索蛋白質的內(nei) 部通道形狀，仍在嚐試尋找利用蛋白質內(nei) 部通道的*途徑。
    美國洛克斐勒大學教授大衛.加德斯比是心髒和隔膜生理學實驗室的負責人，他發表了2篇新論文。他的研究在描述鈉-鉀離子泵帶閥門的通道形狀和幫助人們(men) 了解鈉-鉀離子泵（及其它類似結構）是如何在一邊收集離子，而在另一邊釋放離子方麵取得重大進步。
    在一個(ge) 離子泵中有許多氨基酸殘基帶有電荷，這些電荷不是吸引就是排斥通過的離子，隻允許具有正確電荷的離子通過並抵達其目的地。加德斯比教授和他的同事博士後帕博洛.阿提加斯和尼科洛斯.雷伊斯使用一種致命海洋毒素使鈉-鉀離子泵的閥門喪(sang) 失功能，然後再使用一種稱之為(wei) 膜片夾技術的放大方法來測量各個(ge) 蛋白質泵中流動的離子。在打開通道閥門後，研究人員將通道內(nei) 的氨基酸附上分子標記，然後讓帶電化學藥品通過閥門，以觀察分子是否和如何影響離子流，發生相互作用的。
    該研究刊登在了美國國家科學院8月份的學報上。加德斯比和阿提加斯對2種與(yu) 異羥洋地黃毒苷發生作用的蛋白質氨基酸進行了研究。異羥洋地黃毒苷是一種針對鈉-鉀離子泵的強心劑藥物。通過改變這2種鑲邊氨基酸殘基和測量離子流的zui終變化，科學家們(men) 確定出這些氨基酸殘基的位置：靠近通道入口處的大通道中。
    一個(ge) 多月後，加德斯比和雷伊斯在《自然》雜誌9月28日版中發表了一篇論文。他們(men) 使用同樣的氨基酸殘基改變技術進一步揭開了離子通道的形狀。他們(men) 的研究發現2個(ge) 相鄰氨基酸殘基對離子流產(chan) 生差異很大的影響：改變其中一個(ge) 氨基酸殘基會(hui) 減緩離子流流動，而改變另一個(ge) 氨基酸殘基卻*阻止離子流流動。加德斯比稱這表明離子通道的形狀非常像一個(ge) 漏鬥，擁有一個(ge) 很大的外部區域，然後通道麵積急劇縮小。漏鬥深一點的狹窄瓶頸就是一個(ge) 過濾器，過濾器由負電荷氨基酸殘基構成，它選擇正電荷離子。通過隻改變單個(ge) 氨基酸殘基來逆轉其電性，研究人員實際上能夠關(guan) 閉過濾器。加德斯比說，“我們(men) 可以利用這個(ge) 漂亮的離子泵來吸引正電荷鈉-鉀離子，然後該他們(men) 綁定在一塊，也可以*逆轉它的選擇，吸引負電荷離子”。
    他們(men) 的研究成果意義(yi) 超越了單純的鈉-鉀離子泵。因為(wei) 胃酸製造泵也是屬於(yu) 鈉-鉀離子泵家族。加德斯比說，“我們(men) 可能會(hui) 爭(zheng) 論這種通道形狀在未來是否可以保存”。如果我們(men) 實現這一點，它將為(wei) 未來抗酸性藥物確定更為(wei) 的目標。

研究人員揭開鈉-鉀離子泵形狀