研究人员捕捉到维持心脏跳动的蛋白质复合体的图像

多年来，约翰霍普金斯大学的一个多学科研究小组一直在追踪一种难以捉摸的生物，这是一种蛋白质复合物，被认为是某些心脏性猝死病例的罪魁祸首。正如他们在11月5日的在线版中报道的那样自然通讯在美国，他们终于捕捉到了这座建筑群的图像。这些图像揭示了一些基因突变和心脏电异常之间的联系，并为设计治疗方法提供了一个起点。

突然心脏死亡通常是由影响心脏电信号的情况引起的。基因研究已经将其中两种疾病——长QT综合征和Brugada综合征——与钠通道突变联系起来钠离子进入细胞对电信号做出反应。许多突变影响通道的一个特定部分，该部分被认为与一种叫做钙调蛋白的蛋白质相互作用。这似乎很重要，因为，戈登·托马塞利医学博士，约翰·霍普金斯大学医学院心脏病学教授米歇尔·米罗斯基医学博士解释说，“钙调蛋白是自然界中最普遍的钙结合蛋白，它不仅在心脏中调节钠通道的功能，还在大脑和肌肉中调节。”

的基因研究是不是暗示了很多病例心脏性猝死可能归结为钠通道和钙调蛋白之间的错误相互作用，这反过来又会导致电失火。在这种情况下，也许可以设计一种药物来纠正这种相互作用。但是，除非研究人员能够弄清楚钠通道-钙调蛋白复合物的样子以及突变是如何影响它的，否则找到这样一种药物将是瞎猜。

托马塞利的研究小组与生物物理学教授L.马里奥·安泽尔博士合作生物物理化学以及医学、生物物理学和生物物理化学助理教授桑德拉·加贝利(Sandra Gabelli)博士，试图弄清楚这种复合物的结构，以及它的变化如何影响肌肉的电特性。为了了解这一点，研究人员必须诱导细菌细胞制造人类版本的钠通道蛋白和钙调蛋白，纯化蛋白质复合物，并用x射线晶体学技术对它们进行成像。Gabelli说:“我们观察到，与钙调蛋白结合会改变钠通道的状态，使其被细胞外的电信号激活或打开。”

先前的研究表明，蓄势待发的钠通道不仅与钙调素结合，而且还与第二个钠通道结合。Amzel说:“正如预期的那样，我们发现两个钠通道经常相互结合，并与钙调蛋白结合。”“然而，我们完全惊讶地发现，这是两个相互作用的通道的同一个领域。”

研究人员还测试了正常和突变版本的细胞的电学特性钠离子通道钙调蛋白复杂。他们发现后者与长QT和Brugada综合征患者的心电图读数相对应。

托马塞利说:“改变钙调蛋白对钠通道的调节可能是治疗心力衰竭、心律失常、癫痫和自闭症等神经系统疾病以及骨骼肌疾病的一种重要而新颖的治疗策略。”