发布时间:2018-03-13 14:07 原文链接: 上海药物所成功预测药物与离子通道相互作用量效关系

  电压门控离子通道广泛存在于人体中,是人体电信号传导的关键蛋白质,能引起可激活细胞的动作电位,在神经兴奋与传导、中枢神经系统的调控、心脏搏动、平滑肌蠕动和骨骼肌收缩等过程中均起到重要作用。电压门控离子通道的功能缺陷会引发心脑血管、神经精神等方面的疾病,是重要的药物靶点。迄今为止,准确表述配体-离子通道相互作用量-效关系的理论模型仍然匮乏,即便是经典的Hill方程也无法准确描述离子通道与药物的量效关系,这使得靶向离子通道的药物设计尤为困难。

  近日,中国科学院上海药物研究所研究员蒋华良应用严格的统计热力学理论,从配体(激动剂或抑制剂)与离子通道作用的微观机制出发,推导并建立了描述药物与离子通道相互作用量-效关系理论预测模型,其博士研究生白芳(现于莱斯大学从事博士后研究)编制了相应的计算程序,并成功应用于钾离子通道KCNQ2亚型与激动剂ztz240的作用机制的研究。上海药物所高召兵课题组应用电生理和膜片钳技术验证了上述理论预测模型,实验结果与理论预测结果完全一致。

  该研究为靶向离子通道的药物研发以及其他多结合位点靶标的药物研发提供了有利的理论模型基础。这一研究策略是药理学中Black_Leff操作模型(Operational Model)的推广,自上世纪八十年代以来,药理学界很少有人采用这种策略,即基于物理化学原理推导药物的量-效关系继而研究药物的作用机制,来研究药理学问题。该研究对传统药理学方法与现代生物技术相结合研究药理学问题具有一定的示范作用。

  相关研究成果发表在Frontiers in Pharmacology上。该研究得到了国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金等的资助。

实验结果与理论预测结果

相关文章

我国科学家解析眼病相关离子通道高清结构

细胞膜离子通道对维持细胞正常生理功能有重要作用。当离子通道失调或突变时,心脏病、癌症、失明等疾病都有可能发生。最近,武汉大学人民医院教授沉吟课题组与合作者首次解析了一个与多种眼科疾病密切相关的离子通道......

沈吟课题组合作解析眼病相关离子通道高清结构

细胞膜离子通道对维持细胞正常生理功能有重要作用。当离子通道失调或突变时,心脏病、癌症、失明等疾病都有可能发生。最近,武汉大学人民医院教授沈吟课题组与合作者首次解析了一个与多种眼科疾病密切相关的离子通道......

听觉转导中的未解之谜明确听觉转导的离子通道

听觉不仅与人们日常生活紧密相关,也是科学领域的重要研究问题之一。亚里士多德定义的五种感官中,介导嗅觉、味觉、视觉、触觉的受体基因已被相继确定。但是,声音感知的核心问题——负责听觉转导的离子通道是由哪个......

谜团解开!最新研究确认真正的听觉转导离子通道

听觉不仅与人们日常生活紧密相关,也是科学领域的重要研究问题之一。亚里士多德定义的五种感官中,介导嗅觉、味觉、视觉、触觉的受体基因已被相继确定。但是,声音感知的核心问题——负责听觉转导的离子通道是由哪个......

解开五种感觉受体的最后谜团

听觉不仅与人们日常生活紧密相关,也是科学领域的重要研究问题之一。亚里士多德定义的五种感官中,介导嗅觉、味觉、视觉、触觉的受体基因已被相继确定。但是,声音感知的核心问题——负责听觉转导的离子通道是由哪个......

蛋白质工程技术助力探索离子通道激活机制

近日,北京师范大学王友军课题组及美国德克萨斯州A&M大学YubinZhou课题组采用蛋白质工程技术,巧妙地实现了膜蛋白在亚细胞器和质膜之间定位的切换,为研究细胞器膜蛋白的结构和功能提供了更加便......

为什么会出现入睡困难?这种离子通道是关键

睡眠的秘密总是会不断引起人类的好奇心。我们为什么需要睡觉?为什么会在夜晚昏睡,白天醒来?在我们身体内部,是不是有一只无形的手,每天在拨动时钟,控制着每一次规律的作息?这些问题,同样是很多神经生物学家孜......

科学家建立一种新的离子通道药物筛选方法

9月26日,《自然-通讯》期刊在线发表了中国科学院神经科学研究所、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、神经科学国家重点实验室蔡时青研究组与首都医科大学附属北京安贞医院教授兰峰团队合作的题为《利用离......

深圳先进院实现基于机械敏感性离子通道的超声神经调控

近日,中国科学院深圳先进技术研究院郑海荣课题组和浙江大学医学院李月舟课题组合作,在NanoLetters期刊发表了题为Ultrasoniccontrolofneuralactivitythrougha......

TRPM7离子通道活性对B细胞发育至关重要

在各种免疫细胞类型中,二价阳离子通道激酶(TRPM7)能调控细胞的生存、迁移和效应功能。加拿大多伦多大学细胞与系统生物学系克里斯·哈拉莫斯等研究人员发现,TRPM7的B细胞特异性缺失阻碍了小鼠外周血B......