钾离子通道功能

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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。

中国药物与临床２００８年ｌ２月第８卷第ｌ２期Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｒｅｍｅｄｉｅｓ＆Ｃｌｉｎｉｃｓ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２００８，Ｖｏ１．８，Ｎｏ．１２　・９６７・　

・基础研究・　

钾离子通道开放剂对溃疡性结肠炎大鼠的作用研究　

余颖聪郑亮张品南姚云斌　

溃疡性结肠炎（ｕｌｃｅｒａｔｉｖｅ　ｃｏｌｉｔｉｓ，ＵＣ）是一种原因不明的　

慢性非特异性肠道炎症性疾病．具有反复发作和消耗性特　

征。近年来研究发现氧自由基与ｕｃ活动密切相关，机体活性　

氧的形成和抗氧化系统的失衡，在ＵＣ的组织损伤中可能起　

重要作用。当活性氧的产生和不充分的抗氧化防御系统之间　失衡就导致了氧化应激反应Ⅲ。吡那地尔（Ｐｉｎ）是一种具有开　

放钾通道作用的药物，研究发现其能显著改善烧伤大鼠肠黏　

膜线粒体的呼吸功能。并减少氧自由基的产生而起到保护作　

用ｒ２］。由于氧自由基和ＵＣ的发病关系密切，本实验拟应用吡　

那地尔来治疗ＵＣ大鼠模型，并通过比较肠道黏膜的大体、病　

理及活性氧（ｒｔｏｓ）、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）以及丙二醛　

（ＭＤＡ）来观察吡那地尔的疗效。　

１材料与方法　

１．１实验材料　

１．１．１动物：健康成年ｓＤ大鼠３Ｏ只，购自浙江医学科学院　动物中心，ＳＰＦ（无特定病原体）级动物，雌雄兼有，常规颗粒　

饲养３　ｄ，体质量２３０—２７０　ｇ，平均（２５０￣２０）ｇ。　

１．１．２试剂：三硝基苯磺酸（ＴＮＢＳ，美国Ｓｉｇｍａ公司，试剂浓　度５０　ｇ／Ｌ），吡那地尔（Ｐｉｎ，Ｓｉｇｍａ公司），ＲＯＳ、ＳＯＤ以及ＭＤＡ　

试剂盒（南京建成生物工程研究所），１０％水合氯醛（天津福晨　

化学试剂厂，蒸馏水配制成１０％溶液）。国产无水乙醇。　

１．２方法　

１．２．１动物模型与分组：将ＳＤ大鼠随机分为正常对照组ｆＣ　

组）、模型组（ＴＮＢＳ组）、模型Ｐｉｎ处理组，每组各１０只。　

模型组：ＴＮＢＳ与无水乙醇以１：１比例混匀后，ＴＮＢＳ浓度　

为２５　ｇ／Ｌ。大鼠禁食２４　ｈ（不禁水），实验开始大鼠吸人乙醚　

米诺地尔钾离子通道

1. 引言

米诺地尔钾离子通道（Minoxidil Potassium Channel）是一种重要的离子通道蛋白，广泛存在于心血管系统中。它在调节细胞膜电位、维持细胞内外离子平衡以及调控血管张力等方面发挥着重要作用。本文将详细介绍米诺地尔钾离子通道的结构、功能和调控机制，并探讨其与药物治疗的关系。

2. 结构

米诺地尔钾离子通道是一种由四个亚基组成的复合物，每个亚基包含六个跨膜片段（S1-S6）和一个带有核苷酸结合结构域（NBD）的核苷酸结合域（NBD）。这些亚基通过非共价键相互连接，形成一个中央孔道，通过该孔道进行钾离子的传输。

3. 功能

3.1 细胞膜电位调节

米诺地尔钾离子通道在维持细胞膜电位方面起着重要作用。当细胞处于静息状态时，该通道保持关闭状态，细胞内外的钾离子浓度差导致细胞内负电位的形成。当细胞受到刺激时，通道打开，钾离子从细胞内流出，导致膜电位的改变。

3.2 细胞内外离子平衡调节

米诺地尔钾离子通道还参与调节细胞内外的离子平衡。通过调控钾离子的通透性，它能够控制细胞内外的钾离子浓度差，维持正常的细胞功能。

3.3 血管张力调节

米诺地尔钾离子通道在心血管系统中起着重要作用。在血管平滑肌中，该通道通过调节钾离子的流动来控制血管张力。当通道打开时，大量钾离子从细胞内流出，使得血管平滑肌松弛，从而降低血压。

4. 调控机制

米诺地尔钾离子通道的活性受多种因素影响，包括电压、药物和配体等。这些因素能够改变通道的构象和开放概率，进而调节其功能。

4.1 电压调控

米诺地尔钾离子通道能够感应细胞膜电位的变化，并通过构象改变来响应不同的电压刺激。在正常细胞膜电位下，通道处于关闭状态；而当细胞膜电位发生改变时，通道会迅速打开或关闭，以调节离子通透性。 4.2 药物调控

米诺地尔钾离子通道还可以被药物所调控。例如，米诺地尔是一种常用的抗高血压药物，它通过激活该通道来降低血管张力和血压。其他药物如氨氯地平和硝酸酯类药物也能够通过影响该通道来发挥治疗作用。

- 1 - 钾离子的生理功能

钾离子是人体内一种重要的离子，在维持人体正常生理功能中起着重要的作用。它是细胞内液中的主要阳离子，参与了肌肉收缩、心跳节律、神经传导、细胞代谢等多个生理过程。

首先，钾离子的主要作用是维持细胞内外的电位差，从而维持细胞的正常功能。它可以通过细胞膜上的离子通道进入和离开细胞，从而参与细胞内的电信号传导。细胞内外的电位差也是维持神经传递、肌肉收缩等生理过程的必要条件。

其次，钾离子也对心脏的正常功能起着关键作用。心肌收缩需要依赖电信号的传导，而钾离子正是心肌细胞内重要的离子之一。它可以调节心肌细胞的膜电位，维持心跳节律的稳定性。

此外，钾离子还参与了肌肉的收缩和松弛。肌肉细胞内的钾离子水平可以影响肌肉的兴奋性和收缩能力，从而对肌肉的正常运动发挥着重要作用。

总之，钾离子在人体内发挥着多种生理功能，对维持人体正常的生理过程至关重要。钾离子的摄入不足或缺乏都会引起一系列的健康问题，例如心律不齐、肌无力、消化功能紊乱等。因此，保持适当的钾离子水平对人体健康至关重要。