蛋白质半合成实现了对钠离子通道失活过程中细胞内构象变化的实时光学追踪

细胞内结构域的动态构象变化从根本上影响许多膜蛋白的功能与药理学特性。例如，通过心脏电压门控钠通道（NaV1.5）的钠离子内流会通过导致孔道关闭的构象变化而被迅速终止，这一转变称为失活。失活过程涉及NaV1.5的细胞内区域，尤其是含有IFM颗粒（异亮氨酸-苯丙氨酸-甲硫氨酸）的DIII-DIV连接子，其功能障碍是心律失常的主要原因之一。然而，参与失活的构象变化及其受辅助蛋白和临床常用药物调控的机制仍未得到充分表征，部分原因在于，在活细胞中使用小分子荧光染料对细胞内区域进行位点特异性标记仍然具有挑战性。在此，我们将活细胞蛋白半合成与电压钳荧光测量（VCF）相结合，实时追踪心脏钠通道NaV1.5细胞内构象动力学，并监测其电压依赖性和动力学特征。我们鉴定了参与NaV1.5快速失活和稳态失活的细胞内构象变化，并表明利多卡因和辅助蛋白均会影响DIII-DIV连接子构象变化的动力学。我们的研究确立了蛋白半合成与电压钳荧光测量相结合是一种解析膜蛋白细胞内构象变化的强有力方法。

细胞内结构域的动态构象变化从根本上影响了许多膜蛋白的功能和药理学特性。例如，通过心脏电压门控钠通道（NaV1.5）的钠离子内流会因导致孔道关闭的构象变化而被迅速终止，这一转变称为失活。失活涉及NaV1.5的细胞内区域，尤其是含有IFM颗粒（异亮氨酸-苯丙氨酸-甲硫氨酸）的DIII-DIV连接子，其功能障碍是心律失常的主要原因之一。然而，失活过程中所涉及的构象变化及其受辅助蛋白和临床常用药物调节的机制仍未得到充分表征，部分原因在于，利用小分子荧光染料对细胞内区域进行活细胞、位点特异性标记仍然具有挑战性。在本研究中，我们将活细胞蛋白半合成与电压钳荧光测量（VCF）相结合，实时追踪心脏钠通道NaV1.5细胞内构象动力学，并监测其电压依赖性和动力学特征。我们鉴定了参与NaV1.5快速失活和稳态失活的细胞内构象变化，并表明利多卡因和辅助蛋白均会影响DIII-DIV连接子构象变化的动力学。我们的研究确立了将蛋白半合成与电压钳荧光测量相结合，作为解析膜蛋白细胞内构象变化的一种强有力方法。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.24.746605v1?rss=1

🏷️ 蛋白质半合成 钠离子通道NaV1.5 失活机制 电压钳荧光测量 构象动力学 利多卡因调控