離子通道在細胞生理學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家相當感興趣的問題。鑒于機械敏感性是細胞的固有特征，隨時在細胞上作用的復雜的機械應力集代表了細胞生理學領域的重要考慮因素。實際上，有時需要由機械應力產(chǎn)生的拉伸力來激活離子通道。正如福井大學的巖本昌幸教授和大木茂俊教授所解釋的那樣，“機械應力改變了細胞膜的張力水平，并且膜中的拉伸活化離子通道介導了與張力有關的電傳導。”
最近的實驗表明，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“機械敏感性”通道的離子通道，生物物理學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性和分子機制的努力取決于建立允許實驗者實時評估膜張力動態(tài)變化的實驗方法。
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。在他們的實驗中，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帕斯卡的氣泡內壓力來評估張力。這種新穎的實驗方法的優(yōu)勢在于，它依賴于由純化通道和簡單脂質雙層組成的簡單模型系統(tǒng)。該模型使實驗人員可以避免具有大量離子通道和輔助蛋白的真實細胞膜難以處理的復雜性。實驗設置允許實時監(jiān)測膜張力。
KcsA離子通道是用于理解離子通道結構與功能關系的原型離子通道。通道在雙層中起作用，這是一個重要的優(yōu)點，因為在記錄KcsA離子通道的動態(tài)響應性的同時，在實際的細胞活動過程中發(fā)生的膜張力快速變化。這些實驗揭示了張力敏感性的新作用方式，在現(xiàn)有文獻中沒有先例。他們的結果發(fā)表在最近發(fā)表在同行評審雜志JACS Au上的一篇論文中。
標簽： 鉀通道
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