新的研究对理解离子通道缺陷的影响

(PhysOrg.com)——一个威斯康辛大学医学与公共卫生学院的团队已经发现重要的数以百万计的人常见的心脏和神经系统疾病的药物。

这一发现与离子通道,关键分子的球员产生和控制电信号的关键心脏,大脑和其他类型的细胞来完成他们的工作。如果出现任何问题在这个过程中,称为兴奋性,可能致命心跳可能出现异常和癫痫。

在当前的报道(2010年1月31日)《自然结构和分子生物》上,研究人员表明结构,夫妻钠离子通道的两个主要部分可能允许他们交流。

的研究中,地址在离子通道生物学的核心问题,有着重要的意义,可以让人们了解许多基因突变导致离子通道缺陷导致衰弱和有时致命的疾病。

“大约40%的所有药物用于治疗心和神经系统疾病是离子通道修饰符或阻滞剂,”第一作者钱德男爵说,博士,生理学助理教授。

研究人员关注电压传感器钠离子通道的第一检测电电压在细胞外和毛孔,然后对传感器信号通过打开一个小洞在细胞膜。

根据细胞类型,钠,钙,钾和氯离子会通过毛孔以毫秒为单位,进入细胞促进肌肉收缩、神经传递素的交换或其他细胞功能。当毛孔关闭,离子的流动——活动——停止。

“我们想知道在细胞膜电变化转化为机械孔隙的变化,”钱德说,并指出,钠离子通道是类似,但更复杂的比,其他离子通道。

钱德和他的团队把注意力集中在连接电压传感器和孔隙结构,蛋白质叫做控制界面的区域,它由一系列的氨基酸。

他们使用了一种新的实验方法,同时允许他们观察电压传感器和孔隙的运动。大多数以前的研究都无法看到两种活动。

研究者突变55氨基酸在控制界面,看看哪个最重要的电压传感器和孔隙之间的沟通。他们发现了七显然似乎发挥了作用的双向对话。

最重要的氨基酸被发现在一个意想不到的位置灵活的区域内的控制界面,在弹性铰链与春天般的行动被附加到刚性段扩展到孔隙和电压传感器。

“我们的理论是,这些铰链的行为几乎像一个闭门器,”钱德解释道。“当电压传感器的移动,它生成一个应变的控制界面,把毛孔打开。”

当研究人员介绍了笨重的材料、色氨酸、铰链,它阻止摆动过程所需的电压传感器和孔隙和交流。

研究结果阐明如何故障可能发生在这个过程中如果关键氨基酸连接控制界面的改变,因为他们可能在人类基因突变导致疾病。

了解突变影响这个过程,他们发生,应该帮助未来的科学家发展更好的治疗在离子通道异常兴奋性,是许多疾病的基础。

Yukiko Muroi和Manoel Arcisio-Miranda生理学系主任co-first作者在本研究和Sandipan Chowdhury从威斯康辛大学麦迪逊分校生物物理学研究生培训项目也起到了推波助澜的作用。