机械敏感性离子通道的结构及门控机制.pdf

维普资讯 中华物理医学与康复杂志2005年 l0月第 27卷第 l0期 ChinJPhysMedRehabil．October2005．Vo1．27．N0．10 · 629 · ． 综 述 ． 机械敏感性离子通道的结构及 门控机制 张杨 岳寿伟 郄淑燕 当活细胞和有机体受到环境 中的机械刺激时，机械信号随 来越多的证据表明一些真核生物 的机械敏感性通道也是由双分 即转化成生物信号，使细胞作出反应，此过程称为机械转导，这 子层上的张力调控 的” 。双分子层模型基于一种不考虑膜流 是从细菌到人类所有活的有机体共有 的特征…。生物体对机 动性的假设，认为细胞足够坚固，在有细胞壁 的原核生物能够产 械刺激产生反应和适应的能力在许多生理现象中起重要作用， 生可影响插入其 内的蛋 白质或复合物的结构的张力，但动物细 如听觉和平衡 的产生 、体液平衡和血压、多精授精 的防止、细 胞有多余的膜面积，在引起通道开放之前就足以缓冲张力，就需 胞体积和形状调控 、细胞移动、组织生长和形态发生等 J。机 要张力集中施加于机械传导器上 ，以产生最大的作用。在栓系 械刺激包括高频震动、渗透压的变化、静水压和液体的剪切力 模型，MS通道嵌入细胞膜 中，与细胞 内细胞骨架和细胞外基质 等。机械信号的转导有多种途经 ，每种途径都能筛选出相关的 成分紧密相连。这种锚定作为门控弹簧 ，可提供开放通道所需 刺激和过滤掉无关的刺激。在机械信号转导过程中，机械敏感 的张力 。机械力通过细胞骨架和细胞外基质直接传给通道 ，而 性离子通道 (mechanosensitivechannel，MS通道)起 了很重要 的 不需要增加脂质双分子膜上的张力 。这种栓系模型与动物感觉 作用。 细胞上 的MS通道有关 。 MS通道的概念是从研究特殊传导的神经元提出的，它是一 以下分别对细菌、古细胞、真核细胞的MS通道的门控机制 类随细胞膜张力变化而其开放概率呈现相应变化 的离子通道 。 进行阐述。 当机械一电信号进行转换时，施加在分子膜上的机械力量信号就 一 、 细菌的MS通道 转换成 电信号或生化信号。用膜片钳技术发现有 2个最基本的 根据 电导和对负压的敏感性，将埃希菌属的MS通道分为3 MS通道 ：牵张激活性离子通道 (stretch—activatedchannels，SAC) 类 ，即大 电导机械敏感性离子通道 (mechanosensitivechannelof 和牵张失活性离子通道 (stretch—inactivatedchannels，SIC)。曾 largeconductance，MscL)、小 电导机械敏感性离子通道 (mecha— 有研究者认为，MS通道的活性是由于试验时对膜片施加的机械 nosensitivechannelofsmallerconductance，MscS)和极小 电导机械 力产生 的。但在克隆和分析了几种原核生物 的MS通道蛋 白以 敏感性离子通道 (mechanosensitivechannelofmini—conductance， 及脊柱动物和无脊柱动物机械转导过程中的离子通道之后 ，人 MscM)。这些通道的门控需要不 同的膜张力 ，电导越大，开放时 们又恢复了对 MS通道的研究 。 所需的张力越大 。另一种离子通道 MscK，也被称作 AofA和 ko— fA，与 MscS有 同源性 ，但在氨基末端有个 附加 的功能区… 。 MS通道 的分类 1．MscL：MscL的电导为 2～3ns，MscL是高度 一螺旋 同五 根据膜牵张力激活或抑制 的特性将 MS通道分为 S