德法科学家们利用新的光谱方法研究离子通道

2006年04月20日 教育部科技发展中心 8 德国马普生物物理化学研究机构与法国大学的研究人员利用核磁共振观察了某些特殊蛋白的合成过程，研究人员希望借此来揭开钾离子通道和毒素结合后结构的改变。这项研究可能为开发治疗高血压和与钾离子通道堵塞相关的疾病的药物打下理论基础。

人体内的细胞有着生物膜，很多的离子通道都镶嵌在这种脂双层膜之间。离子通道由一个特殊的蛋白构成，它可以让某些离子通过膜。这个通道建立了一个电子化学梯度，允许神经和心脏肌肉细胞信号穿过。当神经和心脏肌肉细胞兴奋时，离子通道结构改变，打开小孔让离子进入。不同的通道可以让不同的离子进入细胞。一些可以释放毒素的动物使用非常特殊的毒素作用于靶通道，接着毒素就会堵塞通道，使得电信号穿越膜的过程失败，导致细胞死亡。

来自MaxPlanck生物物理化学研究机构、汉堡神经信号研究所以及法国Marseille大学的研究人员一起，结合了一种新的固态核磁共振方法观察了特殊的目标蛋白的合成过程和从北非蝎子体内提取的毒素作用蛋白的过程，来确定在原子水平上细菌的钾离子通道怎么和毒素相作用。

研究人员首先检测了“已经中毒的”离子通道蛋白的电生理特征。科学家对其中的一些蛋白进行标记并且用固态核磁共振观察它们。那些标记的蛋白中的碳元素和氮元素本身含有磁力矩可以加强核磁共振的信号。用分光镜观察毒素作用离子通道之前和之后的结构，结果是毒素附着在通道里的特殊表面—极化区—并改变了这个极化区的结构。只有当毒素识别了离子通道的一段特殊的氨基酸序列后才能对其作用，离子通道中结合区域的蛋白的复杂结构也是很重要的，因为只有在它能改变结构之后，和毒素的结合这一过程才能发生。

应用于这种新的光谱方法，科学家们现在可以更好的了解钾离子通道的药理学和生理学特征，为今后开发出更好的更特异的药物治疗方法打下了基础。