开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
拟研究或解决的问题
关于离子通道的门控机制
二、采用的研究手段
1.电压钳位技术
一般而言，膜对某种离子通透性的变化是膜电位和时间的函数。用玻璃微电极插入细胞内，利用电子学技术施加一跨膜电压并把膜电位固定于某一数值，可以测定该膜电位条件下离子电流随时间变化的动态过程。利用药物或改变细胞内外的溶液成分，使其他离子通道失效，即可测定被研究的某种离子通道的功能性参量，分析离子电流的稳态和动力学与膜电位、离子浓度等之间的关系，可推断该种通道的电导、活化和失活速率、离子选择性等，并能测量和分析通道的门控电流的特性。
2.单通道电流记录技术
又称膜片钳位技术，用特制的玻璃微吸管吸附于细胞表面,使之形成10～100GOmega;的密封(giga-seal)，被孤立的小膜片面积为mu;m2量级,内中仅有少数离子通道。然后对该膜片实行电压钳位，可测量单个离子通道开放产生的pA（10-12安培）量级的电流，这种通道开放是一种随机过程。通过观测单个通道开放和关闭的电流变化，可直接得到各种离子通道开放的电流幅值分布、开放几率、开放寿命分布等功能参量，并分析它们与膜电位、离子浓度等之间的关系。还可把吸管吸附的膜片从细胞膜上分离出来，以膜的外侧向外或膜的内侧向外等方式进行实验研究。这种技术对小细胞的电压钳位、改变膜内外溶液成分以及施加药物都很方便。
3.通道药物学研究
应用电压钳位或单通道电流记录技术，可分别于不同时间、不同部位（膜内侧或外侧）施用各种浓度的药物，研究它们对通道各种功能的影响。结合对药物分子结构的了解，不但可以深入了解药物和毒素对人和动物生理功能作用的机制，还可以从分子水平得到通道功能亚单位的类型和构象等信息。
4.通道蛋白分离、通道重建和基因重组技术
利用与通道特异结合的毒剂标记，可把通道蛋白质从膜上分离下来，经过纯化，可以测定各亚单位多肽的分子量。然后，把它们加入人工膜，可重新恢复通道功能。用于确定蛋白质氨基酸序列的基因重组技术的程序是：从细胞中分离出含有与该种通道蛋白相关的mRNA，置入某种细胞(如大肠杆菌)，经逆转录得到cDNA。用限制性内切酶将cDNA切割成特定片段，再用核酸杂交方法钓出特定的DNA并克隆化。通过测定阳性克隆DNA的核苷酸顺序，推断出相应的蛋白质氨基酸序列
三、文献综述
细胞膜是由双层脂质膜所构成, 膜的两侧即膜的细胞外与细胞内两侧均为疏水性。因此亲水性离子不能自由通过细胞膜而进入细胞。细胞膜上有蛋白质性质的物质嵌在膜上, 或贯穿细胞膜, 而在蛋白质三维结构内部形成一个亲水性通道即离子通道。
离子通道是神经、肌肉和其它组织细胞膜兴奋性的基础, 是生物电活动的基础。在近代神经生物学研究中, 大量使用电生理方法, 记录了神经系统电活动, 研究各种电信号间的相互作用、转换和综合过程。如肌体内, 离子通道产生的电信号变化, 使神经元和肌肉细胞产生颤动, 在感觉器官中, 感受器接受来自内、外界环境的刺激, 通过离子通道将刺激的能量转变成发送给中枢神经系统的电信号。甚至那些不连接中枢神经系统的细胞, 如血液、免疫系统、肝脏及其它器官里的细胞也利用离子通道传送信号。
离子通道必须能够开放和关闭, 才能实现其产生和传导电信号的生理功能。根据通道开关的调控机制又称门控机制的不同, 离子通道可分为: (1) 配体门控离子通道或称受体控制性通道, (2) 电压门控离子通道, 或称电压依赖性通道, 其开、关一方面由膜电位决定, 另一方面与电位变化的时间有关 (时间依赖性) , 这类通道在维持可兴奋性细胞的动作电位方面起相当重要的作用。 (3) 环核苷酸门控 (CNG)通道, 这类通道在视觉和嗅觉方面的信号传导中相当重要。 (4) 机械力敏感的离子通道, 它具有感知机械力并将其转换为电化学信号的能力
要了解离子通道的门控机制, 首先要了解通道的结构, 因为通道的空间构型直接影响机械信号的感受和转导。
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