脑苷脂类化合物激活BK钾离子通道的分子机理

离子通道蛋白通过数个跨膜结构域镶嵌于细胞膜中，膜脂成分改变或含量变化引起的微环境变化，可调控镶嵌在其中的通道蛋白的功能。我们相继于2006年和2010年分别发现硫酸脑苷脂和白附子脑苷脂均可有效激活BK钾离子通道。近期还证实了鸡枞菌脑苷脂和白附子脑苷脂的数个单体也可有效激活BK通道。更进一步，我们发现了脑苷脂与BK通道STREX序列的直接相互作用是其激活BK通道的必要条件。本课题将聚焦于STREX序列，通过对BK通道STREX序列进行系统的突变，比较脑苷脂对各突变体通道的作用效果以及脑苷脂与突变的STREX片段的相互作用情况，确定STREX序列中感受脑苷脂的氨基酸位点；进而从更深层次了解脑苷脂调节BK通道的分子机理。我们的前期工作指出，白附子脑苷脂激活BK通道可缓解脑缺血诱发的神经损伤。该申请项目的成功实施，将加深脑苷脂作用机理的理解，有助于开发防治和治疗缺血性脑损伤的候选新药。

中药白附子为收载入我国各版药典的常用中药，自古以来就应用于临床治疗中风等脑部疾病。我们的前期研究证明BK钾离子通道是白附子治疗缺血性脑中风的分子靶点，而白附子脑苷脂混合物是其激活BK通道的有效成分。然而脑苷脂如何激活BK通道的分子机制还不清楚。本课题分离纯化了7种白附子脑苷脂单体化合物，确定了其中5种的结构。通过比较这5种脑苷脂化合物对BK通道的作用，发现了脑苷脂化合物的链长对其激活BK通道的重要性。更进一步，我们发现将BK通道STREX结构域上的C646和C647两个棕榈酰化位点突变为Ala后，脑苷脂激活BK通道的能力消失，但BK通道的电导及电压依赖性并无改变。此外，棕榈酰化的阻断剂也可阻止脑苷脂对BK通道的激活作用。这些结果说明，棕榈酰化将STREX结构域锚定于细胞膜上对脑苷脂激活BK通道至关重要。