bk通道hβ2辅助亚基的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要2＋hβ2亚基（KCNMB2）是大电导型、电压依赖和Ca激活钾离子通道（BK或Maxi-K）的辅助亚基之一，对该通道的动力学特性和药理学特性有重要的调节作用。2＋hβ2主要分布于嗜铬细胞和脑部组织。近年来，人们对其失活特性、Ca敏感性和门控调节特征的研究较为详尽，但是有关hβ2蛋白的构象、特别是上膜机制和调节机制仍然不清楚。本文以分子生物学为基本手段，通过免疫荧光和膜片钳等技术手段对hβ2亚基胞外部分的构象和上膜机制进行了详尽的研究，并在此基础上展开了有关hβ2对BK通道门

2、控调节机制的研究。主要结果如下：1）在由hβ2亚基与α亚基（mslo）装配的BK通道中，hβ2亚基137位氨基酸残基附近的区域可能是该亚基胞外区段唯一可以被免疫荧光检测到的区域，而且此段区域靠近BK通道孔区，直接影响通道的电流特性。因此137位点的发现为后续hβ2亚基转运和调节机制的研究奠定了基础。2）我们发现：当hβ2与mslo共表达时，hβ2亚基将与α亚基组装并一起转运上膜；而当hβ2单独表达时，将会滞留在内质网中而不能上膜。说明hβ2亚基可能由于自身存在内质网滞留信号，只有与α亚基装配成功后才能

3、转运到细胞膜。3）我们发现并证明了hβ2的滞留信号位于其NH2端，是由五个氨基酸残基（QKIRD）组成的基本序列。并且有关hβ2NH2端（胞内部分）溶液核磁共振试验的结果表明，该序列是一段α螺旋的核心。去掉或者破坏此段核心螺旋将使滞留信号减弱或消失。说明五个氨基酸的基本序列所形成的二级结构在hβ2亚基滞留过程中发挥了重要作用。4）我们研究并描绘出了hβ2亚基胞外区域（loop）的大致空间结构，并发现该区域137位及其附近的带正电荷氨基酸残基（K）可能在BK通道外口形成了正电荷环，使BK通道产生外向整流

4、特性。关键词：BK通道β亚基转运机制滞留信号外向整流本研究课题得到国家自然科学基金（基金号：30470449，30025023和20132030）的资助。I华中科技大学硕士学位论文Abstracthβ2(KCNMB2)subunitisoneoftheauxiliarysubunitsofthelargeconductance2＋voltagedependentandCaactivatedpotassiumchannel(BKorMaxi-K),whichplaysanimportantroleinm

5、odulatingthekineticsandthepharmacologicalpropertiesofBKchannels.Thissubunitismainlyexpressedinchromaffincellsandbrain.Atpresent,much2＋abouttheinactivation,Casensitivityandregulatoryofgatingpropertiesofhβ2subunithavebeenstudied.However,theconformationoft

6、hetransmembraneprotein,especiallythetraffickingmechanismandtheregulatorymechanismofgatingarestillunknown.Inthisstudy,bymeansofmolecularcloning,andwiththehelpofimmunofluorescenceandpath-clamptechniques,wehavedeterminedtheconformationandthetraffickingmech

7、anismofhβ2.Furthermore,wehavestudiedtheregulatorymechanismofgatingofhβ2.Themainresultsofthisstudyareshownasfollows.1.BKchannelsthatassembleofhβ2andαsubunit(mslo),theregionflankingthe137aminoacidoftheextracellularloopofhβ2maybetheonlyonedomainthatcouldbe

8、detectedbyimmunofluorescence.Thisextracelluarregionresidesverycloselytotheouterporeofthechannel.Thediscoveryofthisimportantregionopenspossibilityforthefurtherstudyofthetraffickingandregulatorymechanismofthissubunit.2.Whencoexpres