目前，布蘭迪斯大學(xué)的研究人員，解開了心臟細(xì)胞中負(fù)責(zé)調(diào)控心臟收縮的一個(gè)有爭(zhēng)議的結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2014年3月3日的《PNAS》雜志。

電壓門控鉀離子通道是分布最廣、類型最多的一類離子通道，它存在于所有的真核細(xì)胞內(nèi)，主要參與細(xì)胞膜靜息電位和動(dòng)作電位復(fù)極化過(guò)程的調(diào)節(jié)，決定著動(dòng)作電位的發(fā)放頻率和幅度。鉀通道是大約50個(gè)基因編碼的α亞單位的聚合物，單個(gè)鉀通道是同源四聚體，4個(gè)亞基對(duì)稱的圍成一個(gè)傳導(dǎo)離子的中央孔道，恰好讓單個(gè)鉀離子通過(guò)。心臟和內(nèi)耳中的鈉離子通道是由KCNQ1（Q1）編碼的α亞基和KCNE1（E1）編碼的β亞單位組成。Q1和E1的遺傳性突變與心律失常和耳聾有關(guān)。

多年來(lái)，科學(xué)家們一直都在爭(zhēng)論，構(gòu)建一個(gè)鉀離子通道到底需要多少數(shù)量的KCNE1蛋白，理論上是1到14之間的任何一個(gè)值?，F(xiàn)在，布蘭迪斯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，這些通道是由2個(gè)E1構(gòu)建而成。對(duì)這個(gè)通道構(gòu)造的了解，是理解威脅生命的心臟疾?。ɡ缧穆墒С＃┖椭委熯@些疾病的藥物開發(fā)的關(guān)鍵所在。

這份報(bào)道向以前一項(xiàng)“關(guān)于百萬(wàn)美元藥物開發(fā)試驗(yàn)?zāi)壳罢褂媚囊粋€(gè)的研究結(jié)果”發(fā)出了挑戰(zhàn)，該研究認(rèn)為每個(gè)通道必需1到4個(gè)E1。布蘭迪斯大學(xué)的研究人員希望他們的這一新發(fā)現(xiàn)可能有助于制備更有效的模型，來(lái)研究心臟疾病及其治療。

生物化學(xué)助理教授Leigh Plant，連同博士后研究人員Dazhi Xiong、Hui Dai和生物化學(xué)教授Steve Goldstein，在2014年3月3日的《PNAS》雜志上發(fā)表了相關(guān)研究結(jié)果。

一次單一的心跳是心臟肌肉緩慢的擴(kuò)張和收縮。在某種程度上，心跳可以受心臟細(xì)胞表面的一系列通道控制，這些通道能夠調(diào)控不同離子進(jìn)出細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)。鉀離子通道，是由蛋白Q1和E1組成，對(duì)于結(jié)束每一次心臟收縮是至關(guān)重要的。Q1構(gòu)建鉀離子流經(jīng)的孔道，E1s控制這個(gè)孔道如何緩慢的打開和關(guān)閉、每個(gè)細(xì)胞表面有多少通道以及它們?nèi)绾伪凰幬镎{(diào)控。

Goldstein帶領(lǐng)的研究小組，以超高的檢測(cè)靈敏度，在哺乳動(dòng)物活細(xì)胞內(nèi)觀察到了E1，計(jì)算了單個(gè)通道中的蛋白質(zhì)，而在這個(gè)研究領(lǐng)域中這些事情從來(lái)沒(méi)有做過(guò)。由于這一機(jī)制已經(jīng)被廣泛地爭(zhēng)論過(guò)，Goldstein及其研究小組因此使用三種不同的方法來(lái)計(jì)算E1，包括用不同的熒光染料標(biāo)注它們，以及使用一種蝎毒素結(jié)合Q1。在每種方法中，研究小組都得到了相同的結(jié)果。結(jié)果表明，具有高水平E1的細(xì)胞中的鉀離子通道，E1亞單位不超過(guò)2個(gè)。具有低水平E1的細(xì)胞產(chǎn)生的鉀離子通道（2個(gè)E1亞單位）和Q1通道（沒(méi)有E1亞基）——具有1個(gè)E1亞基的通道似乎不能形成或被限制不能在細(xì)胞表面表達(dá)。

然而，在科學(xué)上總是有爭(zhēng)論的余地，Goldstein及其研究小組表示，他們希望這些發(fā)現(xiàn)將為研究人員提供一把典型的鑰匙，解開心跳的紛繁難懂之處。