麻黄碱对kcnq1kcne1通道的作用及结合位点的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文麻黄碱对KCNQ1/KCNE1通道的作用及结合位点的研究姓名：罗岚申请学位级别：硕士专业：生物物理学指导教师：丁久平20070517华中科技大学硕士学位论文摘要离子通道是细胞膜上的蛋白质孔道，离子的跨膜流动是细胞传递信息的基础。钾通道是一类普遍存在的膜蛋白，在很多的生理过程中扮演着极为重要的角色。KCNQ基因编码的是一个电压依赖的钾离子通道家族。KCNQ1（Kv7.1）α亚基和KCNE1β亚基共同装配成的通道能产生类似心脏的慢激活延时整流电流。麻黄碱是中药麻黄中的重要成分，而伪麻黄碱则是它的旋光异构体。麻黄碱是拟肾上腺素类药物，可作用于

2、心脏，使血压升高，冠状血管扩张，加强心肌收缩力，心输出量增加，但心率变化不大。非洲爪蟾卵母细胞可异源表达KCNQ1/KCNE1通道，并用双电极电压钳技术记录通道电流。在排除卵母细胞内源性通道和KCNE1通道的干扰下，在+40mV时，1µM麻黄碱可明显增大KCNQ1/KCNE1通道的电流幅值。激活作用发生迅速，在换液2分钟后激活水平就能保持稳定。这可从分子水平上解释麻黄碱对心脏的作用机制，同时也能推断出由于麻黄碱副作用引起服用者猝死的药物作用机制。位点F296和Y299在KCNQ1/KCNE1通道在孔区附近，它们是麻黄碱的结合位点。当它们分别突变成F296V和Y

3、299V时，分别检测麻黄碱对F296V/KCNE1和Y299V/KCNE1的作用。发现麻黄碱对突变后的通道基本没有作用。麻黄碱是通过自身苯环上的大π键和F296和Y299位氨基酸苯环上的大π键相互作用，改变孔区的构象，使离子容易通过离子通道，电流幅值变大。关键词：KCNQ1/KCNE1通道麻黄碱伪麻黄碱突变双电极电压钳非洲爪蟾卵母细胞I华中科技大学硕士学位论文AbstractIonchannelsareporeproteinsofcellularmembraneandtheionflowisthebasisofsignaltransferringamongdi

4、fferentcells.Potassiumchannelisapopularbranchofmembraneproteinwhichplaysveryimportantrolesinmanyphysiologicalactivities.KCNQgeneisafamilyofthegenesencodingvoltage-dependentpotassiumchannels.KCNQ1（KV7.1）α-subunitsandKCNE1β-subunitco-assembletoformchannelsthat+conducttheslowdelayedrec

5、tifierKcurrent（IKs）intheheart.EphedrinewhichissimilartotheadrenalineisamaincomponentofthetraditionalChinesemedicineMahuang,andpseudoephedrineisephedrineopticallyactiveisomer.Whenephedrineworksontheheart,thebloodpressurerises,thecoronaryvesselsexpands,andthemyocardialcontractileforce

6、strengthenssotheheartcanpumpmorebloodwithouttheheartratechangingmuch.KCNQ1/KCNE1channelswereheterologouslyexpressedinXenopuslaevisoocytesandcurrentswererecordedusingthetwo-microelectrodevoltage-clamptechnique.EliminatingtheinterfereofKCNE1channelsandthenativechannelsintheooxytes,1µM

7、EphedrineincreasedtheKCNQ1/KCNE1currentsamplitude,at+40mV.Besides,theactivationoccurredrapidly,withasteadylevelachievedin2minutesafterthereplacementofbathsolution.Ourstudyexplainsthathowephedrineworksontheheartandthemechanismofthesuddendeathduetothesidereactionofephedrine.Thetworesi

8、dues,F296andY299,lo