BK通道hb2輔助亞基的結構、轉運及調節(jié)機制研究.pdf

1、大電導、電壓依賴、鈣敏感的鉀離子通道（Maxi-K or BK）參與調控多種生理學過程包括平滑肌收縮、神經遞質分泌以及聽覺的形成。BK通道除a亞基外還有多個輔助亞基（b），這些輔助亞基的調節(jié)作用很大程度上增加了BK通道的多樣性，這也是BK通道在多種組織中行使不同功能的基礎。目前，BK通道b輔助亞基的結構和調節(jié)機制依然是重要的研究課題。本文通過分子生物學、熒光成像和電生理技術等手段詳盡研究了BK通道hb2輔助亞基的跨膜結構、轉運機制和調節(jié)

2、特性。在此基礎上原核表達了hb2和hb4亞基的胞外區(qū)域并結晶。
　　 我們的研究證實了hb2輔助亞基的二次跨膜結構，它包含一個巨大的、疏水的胞外區(qū)段。我們還發(fā)現(xiàn)，hb2亞基必須通過與a亞基組裝成BK通道才能轉運到細胞膜，而當其單獨表達時將滯留在內質網(wǎng)（ER）中。進一步研究我們發(fā)現(xiàn)hb2亞基的胞內NH2端存在內質網(wǎng)滯留信號，它是由五個氨基酸“QKIRD”組成的基本序列（motif），并且該motif是一段長13個氨基酸殘基的a螺旋

3、的一部分。我們認為，通過與BK通道a亞基的緊密作用，hb2亞基的NH2端滯留信號被包埋起來，從而使得hb2亞基能夠順利轉運到細胞膜。
　　 免疫熒光實驗證明b2亞基胞外區(qū)段的第137位氨基酸殘基附近區(qū)域是親水性最強的區(qū)域，并可能是最靠近BK通道外孔區(qū)的部分。通過丙氨酸替換（定點突變）和電生理實驗，我們證明hb2亞基137位附近多個賴氨酸殘基在BK通道孔區(qū)周圍組成了正電荷環(huán)，對BK通道的電導有顯著的修飾作用。這些位于通道入口處的正

4、電荷環(huán)通過靜電場作用，排斥通道入口附近的鉀離子或帶正電荷的北非蝎毒素（ChTX），降低了BK通道外口附近的鉀離子濃度，引起B(yǎng)K通道外向整流并降低BK通道對ChTX的敏感性。Hb2亞基的外向整流作用減小了BK通道的內向電流，從而使得興奮的細胞更易于復極化。
　　 為了進一步研究BK通道b亞基的結構特征，我們對hb2和hb4亞基的胞外區(qū)域進行了原核表達、純化和結晶，試圖解析b亞基的晶體結構。這將為深入了解BK通道b亞基的調節(jié)功能以及