氯通道的电生理研究

氯通道的电生理研究 第一部分电生理研究基础理论 不同种类心肌细胞的生物电特性 不同层次心肌的动作电位 心外膜下心肌 心室壁中层 心内膜下心肌 跨室壁复极化离散 离子通道的分类 6 离子通道的分子结构 1 selectivityfilter 2 voltagesensor 3 gating activationgate inactivationgate Na 电流记录 Vm transmembranepotential 跨膜电位 Holdingpotential 保持电位 Clampingpotential 钳制电位 CommandpotentialVc 指令电位 基本名词 玻璃微电极技术 电子学技术 PatchClamp Inwardcurrent outwardcurrent 内向电流 阳离子由细胞外向细胞膜内流动 外向电流 K 外流 Cl 内流 Slowdelayedrectifiedpotassiumcurrent IK1 I Vcurve I Vcurve current voltagerelationship Inwardrectifiedcurrent 内向整流 内向电导大于外向电导 Outwardrectifiedcurrent 外向整流 外向电导大于内向电导 反转电位 reversalpotential Erev 电流为0的电位 电流在此改变方向 Is gs E Es 内向整流 IK1 的生理意义 动作电位3期快速复极过程 维持心肌细胞的静息电位 心肌钠电流测定 心肌钠通道失活的研究 心肌阴离子 氯 通道 Anion chloridechannelinheart 第二部分 体液中主要电解质的含量 单位 mEq L AnionConductanceofCardiacMuscle ByCarmeliet Hutter Noblein1961 Nernst方程 R 气体常数Z 离子价T 绝对温度F Farady常数 65 40mV OutRec Outwardlyrectifying PropertiesoffunctionallyidentifiedsarcolemmalCl channelsinheart Anionchannel PhysiologicalrolesofcardiacCl channels Difficultiesinstudyingchloridechannel 1 ThemolecularbasisofsomeCl channels 2 GatingofCl channelsbyanions 3 NonselectiveeffectofCl blockers CFTRCl channel结构与功能关系研究 第三部分 CFTRCl 通道的发现 1980sCl conductanceactivatedbycAMP CysticFibrosisTransmembraneconductanceRegulator CFTR的拓扑结构 NBD结构域 ATP结合 gating R结构域 磷酸化 PKA和PKC 孔道区 CFTR的功能结构域 Singlechannel MacroscopicCurrentRecording Howdoesthismakeachannel HowdoesClgetthrough 研究手段 DNA重组技术与膜片钳技术的结合 pIRES CFTRWTDNA extractedfromE Coli Mutagenesis PCR Transfect BHKcells Patchclamp compareWTandmutant WT R303Q A E K WT K95Q etc PatchClampRecordingofCFTRChannelCurrents Inwardrectification Outwardrectification K95Q Wild MacroscopicCurrentRecording Cl o Cl i 154mM R334E 非极性中性氨基酸 丙氨酸 A 等极性中性氨基酸 谷氨酰胺 Q 半胱氨酸 C 等碱性氨基酸 赖氨酸 K 精氨酸 R 组氨酸 H 酸性氨基酸 谷氨酸 E 天门冬氨酸 D 氨基酸分类 CFTR一级结构模式图 不同位点突变后对氯电流的影响 突变为中性或酸性氨基酸残基后ICl CFTR整流特性的变化 改变Cl 浓度对ICl CFTR整流特性的变化 突变为酸性氨基酸残基后对ICl CFTR单通道电流的影响 突变为中性或酸性氨基酸残基后单通道I Vcurve的变化 不同位点突变后对ICl CFTR整流特性的影响 采用MTSET或MTSES孵育细胞改变单通道I Vcurve 电极内液加入MTSET或MTSES改变单通道I Vcurve CFTR通道的孔道结构模式图 CFTRCl channel药物作用机制研究 第四部分 MolecularStructure InhibitionofCFTRCl currentsbyintracellularsuramin Cl o 4mM Cl i 154mM 0mv 100mV SuramininhibitionisindependentofextracellularCl ExtracellularCl Electricalrepulsion EffectsofintracellularsuraminonCFTRsingle channelcurrents Flickering Suramin 6 MVoltage 30mV SuramininhibitionofCFTRchannelmutants Wild K95Q R303Q EffectofchannelmutntsontheaffinityofsuramininhibitionMeanKdvaluewasestaminatedat 100mV Relativerolesofpore formingpositivelychargedaminoacidsonchannelinhibitionbyintracellularglibenclamide mutant wild Relativeeffectofremovalofpositivechargesintheporeontheinhibitoryeffectsofdifferentchannelblockers Blocker K95Q R303Q Suramin 0 Glibenclamide DNDS Lonidamine 0 NPPB 0 TLCS 0 ProposedarrangementofblockerbindingsitesintheCFTRpore Smalldrug Bigdrug Summary 2 分子生物学与膜片钳技术的结合是研究离子通道生物物理学特性的重要手段 3 膜片钳技术仍然是当前离子通道药物筛选的重要工具 4 现阶段对氯通道的分子结构已有一定认识 但其生理功能仍不十分清楚 5 氯通道的工具药物虽然很多 但仍没有选择性强的抑制剂 1 离子通道功能异常是多种疾病发生 发展的重要原因 参考资