離子通道在細(xì)胞生理學(xué)中起著不可或缺的作用，而了解影響離子通道功能的物理特征是生物學(xué)家相當(dāng)感興趣的問題。鑒于機(jī)械敏感性是細(xì)胞的固有特征，隨時在細(xì)胞上作用的復(fù)雜的機(jī)械應(yīng)力集代表了細(xì)胞生理學(xué)領(lǐng)域的重要考慮因素。實(shí)際上，有時需要由機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生的拉伸力來激活離子通道。正如福井大學(xué)的巖本昌幸教授和大木茂俊教授所解釋的那樣，“機(jī)械應(yīng)力改變了細(xì)胞膜的張力水平，并且膜中的拉伸活化離子通道介導(dǎo)了與張力有關(guān)的電傳導(dǎo)。”
最近的實(shí)驗(yàn)表明，張力敏感性是離子通道的一種特性，而不是歷史上被歸類為“機(jī)械敏感性”通道的離子通道，生物物理學(xué)家逐漸將張力敏感性視為離子通道的固有特性。然而，闡明這種張力敏感性的生理相關(guān)性和分子機(jī)制的努力取決于建立允許實(shí)驗(yàn)者實(shí)時評估膜張力動態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)方法。
為了滿足這一日益增長的需求，Iwamoto和Oiki教授將他們的精力集中在開發(fā)一種新穎的用于測量膜張力的延時系統(tǒng)上。在他們的實(shí)驗(yàn)中，他們通過將兩個單層襯里的水泡對接形成雙層，并使用Young-Laplace原理評估了低于100帕斯卡的氣泡內(nèi)壓力來評估張力。這種新穎的實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)勢在于，它依賴于由純化通道和簡單脂質(zhì)雙層組成的簡單模型系統(tǒng)。該模型使實(shí)驗(yàn)人員可以避免具有大量離子通道和輔助蛋白的真實(shí)細(xì)胞膜難以處理的復(fù)雜性。實(shí)驗(yàn)設(shè)置允許實(shí)時監(jiān)測膜張力。
KcsA離子通道是用于理解離子通道結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的原型離子通道。通道在雙層中起作用，這是一個重要的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵谟涗汯csA離子通道的動態(tài)響應(yīng)性的同時，在實(shí)際的細(xì)胞活動過程中發(fā)生的膜張力快速變化。這些實(shí)驗(yàn)揭示了張力敏感性的新作用方式，在現(xiàn)有文獻(xiàn)中沒有先例。他們的結(jié)果發(fā)表在最近發(fā)表在同行評審雜志JACS Au上的一篇論文中。
標(biāo)簽： 鉀通道
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