BK通道hb2輔助亞基的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)運(yùn)及調(diào)節(jié)機(jī)制研究.pdf

1、大電導(dǎo)、電壓依賴、鈣敏感的鉀離子通道（Maxi-K or BK）參與調(diào)控多種生理學(xué)過程包括平滑肌收縮、神經(jīng)遞質(zhì)分泌以及聽覺的形成。BK通道除a亞基外還有多個(gè)輔助亞基（b），這些輔助亞基的調(diào)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(chǔ)。目前，BK通道b輔助亞基的結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)制依然是重要的研究課題。本文通過分子生物學(xué)、熒光成像和電生理技術(shù)等手段詳盡研究了BK通道hb2輔助亞基的跨膜結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和調(diào)節(jié)

2、特性。在此基礎(chǔ)上原核表達(dá)了hb2和hb4亞基的胞外區(qū)域并結(jié)晶。
　　 我們的研究證實(shí)了hb2輔助亞基的二次跨膜結(jié)構(gòu)，它包含一個(gè)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(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜，而當(dāng)其單獨(dú)表達(dá)時(shí)將滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）中。進(jìn)一步研究我們發(fā)現(xiàn)hb2亞基的胞內(nèi)NH2端存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)，它是由五個(gè)氨基酸“QKIRD”組成的基本序列（motif），并且該motif是一段長13個(gè)氨基酸殘基的a螺旋

3、的一部分。我們認(rèn)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(hào)被包埋起來，從而使得hb2亞基能夠順利轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜。
　　 免疫熒光實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(diǎn)突變）和電生理實(shí)驗(yàn)，我們證明hb2亞基137位附近多個(gè)賴氨酸殘基在BK通道孔區(qū)周圍組成了正電荷環(huán)，對(duì)BK通道的電導(dǎo)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(duì)ChTX的敏感性。Hb2亞基的外向整流作用減小了BK通道的內(nèi)向電流，從而使得興奮的細(xì)胞更易于復(fù)極化。
　　 為了進(jìn)一步研究BK通道b亞基的結(jié)構(gòu)特征，我們對(duì)hb2和hb4亞基的胞外區(qū)域進(jìn)行了原核表達(dá)、純化和結(jié)晶，試圖解析b亞基的晶體結(jié)構(gòu)。這將為深入了解BK通道b亞基的調(diào)節(jié)功能以及