元素百科介绍了中国第一个发现离子通道离子选择性的新机制。记者从中国科技大学获悉,田长林教授研究小组和德国莱布尼茨分子药物研究所Adamm 利用固体核磁共振、单通道电生理和分子动力学模拟,揭示了Nak离子通道离子选择性的新机制。研究结果已发表在自然通信上。

离子通道是细胞膜上一种特殊的亲水性蛋白质微孔,在细胞膜上形成动作电位和梯度电位,决定了细胞的兴奋性和传导性。绝大多数离子通道选择性地通过不同的离子,但仍有一些离子通道可以通过几个离子进行选择性的通过。在KCSA钾离子通道结构的基础上,研究人员提出了“钾离子通道通过选择过滤器中的主链C=O形成水合离子配置,实现离子选择”的静态机制模型,得到了广泛认可。然而,近年来,高分辨率X射线晶体结构表明,NaK离子通道的静态通道结构与不同离子完全一致,无法解释如何识别和透明这些离子。
田长林研究小组以非选择性通道Nak为研究对象,将其重组成磷脂双分子膜(恢复离子通道中的细胞膜环境),并与Adam一起重组 Lange通过魔角旋转固体核磁法获得高分辨率固体NMR谱图,并在不同的金属阳离子条件下获得谱峰所有权。NMR谱图数据显示,NAK在生理环境中有两种构象,其中一种是钾离子,另一种是钠离子。双方进一步通过固体核磁测量原子间距来勾勒出两个构象的结构差异,并通过分子动力学模拟来验证K的两个构象 和Na 选择性高。
该研究结果提出了离子通道选择性的新机制。

