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蒋华良组973项目最新文章解析离子通道
【字体: 大 中 小 】 时间:2012年04月26日 来源:生物通
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来自中科院上海药物所,约翰霍普金斯大学医学院等处的研究人员发表了题为“A Theoretical Model for Calculating Voltage Sensitivity of Ion Channels and the Application on Kv1.2 Potassium Channel”的文章,研发了一种离子通道电压敏感性的理论计算方法,这是迄今唯一可实际运用的电压敏感性理论计算方法。相关成果公布在Biophysical Journal杂志上。
文章的通讯作者是上海药物所蒋华良研究员,以及约翰霍普金斯大学医学院利民(Min Li),第一作者化为阳怀宇和高召兵。这一研究项目得到了国家自然科学基金、973和NIH的资助。
膜蛋白的电压敏感能力是各种生理电信号存在和实现的基础。离子通道的电压敏感性一般是采用实验方法测量,把电生理数据拟合波尔兹曼分布获得相应参数。
在这篇文章中,研究人员基于二态模型和平衡热力学理论,发展了离子通道电压敏感性的理论计算方法。这一方法是迄今唯一可实际运用的电压敏感性理论计算方法。
研究人员把该方法应用于Kv1.2钾离子通道及其突变体的电压敏感性计算,实验值与理论计算值表现出良好的线性关系。这一理论方法还可定量计算每个残基对通道电压敏感性的贡献,因此这一研究还理论计算发现了一些对Kv1.2电压敏感性成正贡献或负贡献的新残基。后续电生理实验结果完全支持理论计算结果。这是这一研究团队热力学统计理论应用于生物学(药理学或生理学)研究的第一篇论文,他们正致力于众多生物学和药学问题的理论研究。
蒋华良研究员早年毕业于华东师范大学,现任中国科学院上海药物研究所副所长、所学术委员会副主任、药物发现与设计中心主任,国家杰出青年基金获得者,科技部 973 计划首席科学家等。
其研究组主要研究方向为发展和应用生物学、化学、计算机和信息科学等多种学科交叉的新方法和新技术,深入开展药物设计、药物新靶标的发现、药物靶标构象变化与药理功能关系等研究。他们2010曾获得鞘氨醇磷酸酯调控机制研究新成果,解释了SphK1和 S1P如何参与调控炎症、抗凋亡和免疫反应,发挥细胞保护作用的机制。相关研究成果发表在Nature杂志上。
(生物通:万纹)
原文摘要:
A Theoretical Model for Calculating Voltage Sensitivity of Ion Channels and the Application on Kv1.2 Potassium Channel
Voltage sensing confers conversion of a change in membrane potential to signaling activities underlying the physiological processes. For an ion channel, voltage sensitivity is usually experimentally measured by fitting electrophysiological data to Boltzmann distributions. In our study, a two-state model of the ion channel and equilibrium statistical mechanics principle were used to test the hypothesis of empirically calculating the overall voltage sensitivity of an ion channel on the basis of its closed and open conformations, and determine the contribution of individual residues to the voltage sensing. We examined the theoretical paradigm by performing experimental measurements with Kv1.2 channel and a series of mutants. The correlation between the calculated values and the experimental values is at respective level, R2 = 0.73. Our report therefore provides in silico prediction of key conformations and has identified additional residues critical for voltage sensing.
作者简介:
蒋华良
研究员,博士生导师。现任中国科学院上海药物研究所副所长、所学术委员会副主任、药物发现与设计中心主任。 蒋华良研究员 1987 年毕业于南京大学化学系,获得学士学位; 1992 年毕业于华东师范大学化学系,获得理学硕士学位; 1995 年毕业于中国科学院上海药物研究所,师从嵇汝运院士和陈凯先院士,获得理学博士学位。随后留在药物所工作,历任副研究员、研究员、博士生导师、药物发现与设计中心主任、所学术委员会副主任、副所长等职。他是国家杰出青年基金获得者,科技部 973 计划首席科学家,科技部 863 计划“生物和医药技术领域”专家组成员,科技部中长期规划重大基础研究项目“蛋白质科学研究”专家组成员,国家自然科学基金委重大研究计划“基于化学小分子探针的信号转导过程研究”专家组成员。
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