双孔钾离子通道

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基于钾离子通道开放的中药降压成分发现研究

作者：李勇 蒋芦荻 陈茜 贺昱甦 李贡宇 张燕玲

来源：《中国中药杂志》2016年第02期

[摘要]该文以降压靶标膜ATP敏感钾通道（ATP-sensitive potassium channel，K AT。）为研究对象，构建其基于配体和基于受体结构的药效团模型，并分别筛选中药化学成分数据库（traditional Chinese medicine database，TCMD），利用分子对接评价筛选结果，发现具有潜在KATP开放作用的中药降压活性成分。其中，基于配体的药效团模型（ligand based

pharmacophore，LBP）以对人源KATP具有开放活性的48个化合物为研究对象，利用Hypogen模块进行构建，最优模型由1个氢键受体、1个氢键供体、1个疏水基团、1个芳香环和5个排除体积组成，预测训练集化合物活性相关系数为0.8764，测试集相关系数为0.7058，辨识有效性指数N为3.304，综合评价指数CAI为2.616；以KATP同源模建模型（PM0079770）为研究对象，构建基于受体的药效团模型（structure-based pharmacophore，SBP），最优模型具有6个氢键受体、8个氢键供体、7个疏水基团和18个排除体积，辨识有效性指数Ⅳ为2.200，综合评价指数CAI为2.017。分别用2个最优模型对TCMD数据库进行筛选，对候选化合物进行Lioin-ski五规则及ADMET性质预测研究，LBP模型命中171个化合物，SBP模型命中178个化合物。利用分子对接技术分别对上述2组潜在中药活性成分进行评价，按照打分值由大到小的排序，分别选取对接Dose个数的前3%为潜在活性化合物。得到由LBP模型虚拟筛选得到的10个化合物、由SBP模型虚拟筛选得到的2个化合物，共12个具有潜在KATP开放活性的中药成分。该研究为发现新的KATP开放剂提供了思路。

atp敏感钾离子通道工作原理

ATP敏感钾离子通道是一种在细胞膜上的离子通道，它的开放和关闭受到细胞内ATP浓度的调控。ATP敏感钾离子通道在细胞内起着重要的调控作用，参与调节细胞膜的电位和细胞内离子浓度，从而影响细胞的功能和代谢。

ATP敏感钾离子通道主要存在于胰岛β细胞、心肌细胞、平滑肌细胞等组织中。在胰岛β细胞中，ATP敏感钾离子通道的开放和关闭对胰岛素的分泌起着重要的调控作用。当细胞内ATP浓度升高时，ATP结合到钾离子通道上的调节亚单位上，导致通道关闭，抑制钾离子外流，使细胞膜电位保持在负值，进而抑制胰岛素的分泌。相反，当细胞内ATP浓度降低时，ATP结合亚单位释放，导致钾离子通道开放，加速钾离子外流，使细胞膜电位变化，刺激胰岛素的分泌。

ATP敏感钾离子通道的开放和关闭受到多种因素的调控。除了细胞内ATP浓度外，还受到细胞内ADP浓度、细胞膜内钙离子浓度的影响。当细胞内ADP浓度升高或细胞膜内钙离子浓度升高时，都会促使ATP敏感钾离子通道的开放。这种调控机制使得ATP敏感钾离子通道能够对细胞内能量状态和代谢状态进行敏感调节。

ATP敏感钾离子通道的开放和关闭还受到一些药物的影响。例如，一些降糖药物如磺脲类药物和胰岛素等，可以通过与ATP敏感钾离子通道的亚单位结合，改变通道的开放状态，从而调节胰岛素的分泌。这些药物的作用机制主要是通过改变细胞内ATP浓度，进而调控ATP敏感钾离子通道的开放和关闭。

ATP敏感钾离子通道的功能不仅局限于胰岛β细胞，还在其他组织和细胞中发挥重要作用。在心肌细胞中，ATP敏感钾离子通道的开放和关闭对心肌细胞的兴奋-收缩耦合起着重要的调控作用。当心肌细胞受到缺氧或缺血等刺激时，细胞内ATP浓度降低，导致ATP敏感钾离子通道的开放，加速钾离子外流，使细胞膜电位变化，最终导致心肌细胞的抑制和保护作用。

ATP敏感钾离子通道是一种重要的离子通道，在细胞内起着重要的调控作用。它通过对细胞内ATP浓度的敏感调节，参与调节细胞膜的电位和细胞内离子浓度，从而影响细胞的功能和代谢。ATP敏感钾离子通道的开放和关闭受到多种因素的调控，包括细胞内ADP浓度、细胞膜内钙离子浓度和一些药物的影响。通过深入研究ATP敏感钾离子通道的工作原理，可以为相关疾病的治疗提供新的思路和方法。

西南医科大学学报2021年第44卷第2期JournalofSouthwestMedicalUniversityVol.44No.22021

麻醉是使用药物或其他方法使患者整体或局部

暂时失去感觉，以达到无痛目的，为手术和其他治疗

创造条件的一种方法。麻醉药物对于中枢神经系统

具有一定的保护作用，如对缺血再灌注（isch⁃emia-reperfusion，IR）损伤、创伤性脑损伤、脑卒中、

蛛网膜下腔出血、神经外科手术期间脑的保护[1-2]。但

也具有一定的大脑毒性和损伤作用，包括抑制和破

坏婴幼儿、小儿神经系统发育，导致记忆、学习功能

障碍，致使老年患者发生术后谵妄乃至长期的认知

功能障碍等[3-4]。因此，确切阐明麻醉药物对中枢神经

系统的保护作用和毒性，将为临床麻醉药物的选择

提供参考，本文就此综述如下。1麻醉药物的分子靶点

1.1化学门控离子通道

化学门控离子通道可分为胆碱类、胺类、氨基酸

类等。麻醉药物主要作用于氨基酸类受体发挥作用。

大多数的麻醉药物都可抑制N-甲基-D-天冬氨酸

（N-methyl-D-asparticacid，NMDA）受体，和兴奋γ-

氨基丁酸A型（gammaabsorptiometryaminobutyricacid，GABAA）受体。

1.1.1NMDA受体NMDA受体是离子型谷氨酸受体的一个亚型，

它由NR1和NR2（2A、2B、2C和2D）亚基组成[5]。氯胺麻醉药物的神经保护作用与神经毒性研究进展

胡雨蛟1，吴安国2，欧册华3

（西南医科大学：1麻醉系；2中药活性筛选及成药性评价泸州市重点实验室；3附属医院疼痛科，四川泸州646000)

摘要麻醉药物具有神经保护作用，同时也有一定的神经毒性，如何实现其神经保护作用，减少神经毒性，成为临床麻醉

医生面临的重要难题。本文从麻醉药物的作用分子靶点、神经保护作用、神经毒性以及如何减轻神经毒性等方面进行了综述，

以期为临床麻醉用药选择提供参考。关键词麻醉药物；神经保护；神经毒性；中枢神经系统

三种离子通道的异同及其存在的部位

1. 引言

离子通道是细胞膜上一类特殊的蛋白质通道，能够调控细胞内外离子的平衡，对维持细胞内稳态和正常功能发挥着重要作用。在生物体中，存在着多种类型的离子通道，其中三种主要类型为钠离子通道、钾离子通道和钙离子通道。本文将从结构、功能、调节机制以及存在的部位等方面对这三种离子通道进行详细介绍和比较。

2. 钠离子通道

2.1 结构

钠离子通道是一种膜蛋白复合物，由多个亚基组成。其中主要的亚基有α亚基、β亚基和γ亚基。α亚基是钠离子通道的主要组成部分，具有电压感应性和选择性。β亚基参与调节钠离子通道的活性，而γ亚基则与信号转导途径相关。

2.2 功能

钠离子通道在神经传导过程中起着关键作用。当神经细胞兴奋时，钠离子通道打开，使细胞内外的钠离子发生扩散，产生电流，从而引起细胞膜的去极化。这种去极化过程是神经冲动形成和传导的基础。

2.3 调节机制

钠离子通道的活性可被多种因素调节，包括电压、细胞内钠离子浓度、温度等。一些药物和毒素也能影响钠离子通道的功能。

2.4 存在部位

钠离子通道广泛存在于神经组织中，特别是在神经元的轴突和突触区域。在心肌细胞和其他肌肉组织中也有钠离子通道的存在。

3. 钾离子通道

3.1 结构

钾离子通道也是一种膜蛋白复合物，由多个亚基组成。其中主要的亚基有α亚基、β亚基和γ亚基。α亚基是钾离子通道的主要组成部分，具有选择性和电压感应性。 3.2 功能

钾离子通道在维持静息膜电位和调节细胞兴奋性方面起着重要作用。当细胞处于静息状态时，钾离子通道打开，使细胞内的钾离子发生扩散，从而维持细胞内外的电位差。钾离子通道还参与调节动作电位的复极化过程。

3.3 调节机制

钾离子通道的活性可被多种因素调节，包括电压、细胞内钠离子浓度、ATP等。许多药物和激素也能影响钾离子通道的功能。

3.4 存在部位

钾离子通道广泛存在于各种细胞中，包括神经元、心肌细胞、肌肉组织和其他非神经组织。不同类型的钾离子通道在不同组织和器官中表达量和分布方式有所差异。