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Iks通道属于慢激活电压门控性钾离子通道,在心脏,内耳,肾脏和胰腺等器官都丰富表达,参与完成了这些器官的多项生理功能。该通道是由功能亚基KCNQ1蛋白和调节亚基KCNE1共同构成的蛋白多聚体。KCNQ1和KCNE1以4:2的比例共同构成异源多聚体KCNQ1/KCNE1钾通道。辅助亚基KCNE1对功能亚基KCNQ1的这种调节作用是形成慢激活电压门控型钾电流的基础,在心肌细胞动作电位三期复极化过程中发挥重要的作用。 PIP2(磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸)是胞质膜上一种主要的信使分子,在生理条件下可以调节多种离子转运体和通道。目前研究表明,胞内PIP2能调控Iks通道的活动:1)PIP2明显减缓Iks通道的Rundown现象;2)可以减慢Iks通道的去激活动力学;3)使得Iks通道激活电压依赖性曲线向负电位方向移动。 研究表明,kcnel基因突变可引起遗传性长Q-T间期综合症的第五型(LQT5)。位于kcnel不同位点的基因突变可影响Iks通道亚基蛋白质不同结构域的功能而造成通道功能异常。目前关于KCNE1在PIP2调节Iks通道的过程中的作用以及其分子机制仍未见文献报道。本课题拟对KCNE1在PIP2调节Iks通道的过程中的作用进行初步研究,从而为进一步揭示PIP2对Iks通道的调节作用的分子机制奠定基础。 我们利用分子克隆技术构建了KCNE1亚基的3个点突变体DNA质粒:W87R,R98W,P127T,并将这三种突变及野生型KCNE1分别与KCNQ1在HEK293细胞中进行一过性表达和全细胞膜片钳记录。我们以电流密度、标准化I-V曲线、电压依赖性曲线及通道激活/去激活时间常数τ值等电生理参数为指标,分别对PIP2对Iks通道的调节作用进行分析,以及通过统计比较PIP2对野生型和突变体Iks通道的作用差异,从而研究PIP2与KCNE1之间可能的相互作用。 结果分析表明:与对照组的野生型KCNQ1/KCNE1通道相比,这三种突变体组成的通道都不同程度的导致了Iks电流幅度减小、电流密度下降。此外,三组突变体通道的激活时间常数τ值在去极化电压+60mV以上较野生型通道有显著性升高,而去激活时间常数τ值在复极化电压-60mV以下较野生型通道显著性降低,提示这三种突变Iks通道有动力学改变,开放变慢而关闭加速。KCNQ1/KCNE1R98W通道的电压依赖性曲线在PIP2作用下较对照组向负电压方向移动约26.30mV,且该通道电流密度显著增大,PIP2也能够部分挽救W87R以及P127T通道的功能损失,则提示这两个突变体通道与PIP2的亲和力相对于野生型通道有所下降,从而推测PIP2调节Iks通道的作用可能与KCNE1的胞内C端上的87以及127这两个位点有关。本文分析和探讨了KCNE1在PIP2对Iks通道的调节作用中的可能发挥的作用,为深入理解其分子机制奠定了基础,同时也为临床上治疗相关疾病提供一定的实验依据。