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      細胞需要在細胞膜中開口以與其環(huán)境進行交換
      
			
      
				2019-05-21 11:48:41
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      細胞需要在細胞膜中開口以與其環(huán)境進行交換。這些開口是可閉合的入口，其中信號以離子的形式傳輸。來自達姆施塔特工業(yè)大學(xué)膜生物物理系的私人講師IndraSchröder博士，由Gerhard Thiel教授經(jīng)營，對鉀通道感興趣。物理學(xué)家和初級研究小組負責人對這些微小的分子機器有著自己的看法。她對通過通道交換的生物信號并不感興趣，而是對生物物理關(guān)閉機制感興趣。施羅德想知道分子螺栓是什么樣的以及它是如何工作的。
      

      細胞需要在細胞膜中開口以與其環(huán)境進行交換
      

      為此，物理學(xué)家使用非?；镜拟浲ǖ?，以免使分析不必要地復(fù)雜化。她使用兩個結(jié)構(gòu)相似但開放概率不同的系統(tǒng)。一個通道幾乎總是關(guān)閉，另一個通道幾乎總是打開。兩種途徑均源自藻類病毒，但與高等生物的鉀通道非常相似。施羅德在無細胞系統(tǒng)中工作，并將鉀通道融入人造表面。“我們專注于關(guān)閉機制，并將鉀通道的所有其他功能融合在一起，”Schröder說。“這是合法的，因為鉀通道彼此都很相似。我們基本上都在制作原型，你可以稱之為模型鉀通道。”
      

      氨基酸絲氨酸處于臨界點
      

      施羅德和她的博士生奧利弗·勞赫(Oliver Rauh)已經(jīng)對兩種鉀通道進行了突變，并像卒子一樣來回推動它們的各個部分。這使他們能夠確定哪些氨基酸對低開放概率負責，哪些對高。具有低開放概率的鉀通道在臨界點處具有氨基酸絲氨酸。該氨基酸與遠程氨基酸相互作用，迫使通道孔彎曲。該曲線將另一種氨基酸折疊成關(guān)閉隧道的運輸路線。
      

      對于具有高開放概率的鉀通道，氨基酸絲氨酸被氨基酸甘氨酸取代。甘氨酸不會迫使通道孔彎曲，這意味著隧道也不會關(guān)閉。“因此，這兩種病毒的鉀通道的關(guān)閉機構(gòu)僅由兩個氨基酸，”施羅德解釋說，“一個氨基酸酸關(guān)閉信道，另一個控制過程。分子動態(tài)模擬由我們的合作伙伴的斯忒藩卡斯特TU Dortmund已經(jīng)證實了這一點。我們一直在期待一個更復(fù)雜的關(guān)閉機制。“
      

      初級研究小組的負責人假設(shè)一些人類鉀通道具有與兩個病毒鉀通道相同的螺栓，因為它們都具有兩個關(guān)鍵氨基酸。Schröder的工作也與合成生物學(xué)有關(guān)，因為鉀通道及其基本閉合機制可用于構(gòu)建人造納米傳感器。Schröder參與的noMagic項目由歐洲研究理事會(ERC)資助，并通過人工制造的渠道操縱活細胞。
      
			

			
        
      
			
      
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