钙激活氯离子通道（CaCCs）是一种广泛存在的氯离子通道，参与众多生理功能，如：上皮细胞的氯离子分泌、嗅觉传导以及平滑肌收缩等。由于通常情况下很难将CaCCs介导的电流和钙离子依赖性阳离子流以及非钙离子依赖性氯离子流分开，所以对其电生理特性的研究远远滞后于其他离子通道。近来，TMEM16A被确认为CaCCs通道的分子基础，这为进一步研究其电生理特点提供了可能。钙离子和电压双重依赖性激活机制是TMEM16A通道典型的电生理特性。然而，在TMEM16A通道内部却不存在已知的钙离子结合结构域，如CaM的EF-hand，BK通道内的Ca²⁺-bowl‖等。而确定TMEM16A通道的钙离子结合位点是研究其钙依赖性激活机制的前提。本文结合课题组庞春丽博士理论模拟结果和高崇森同学的实验结果，分为两个部分来研究TMEM16A的激活机制：一、 TMEM16A通道Ca²⁺结合位点的研究本文首次采用同源模建和分子动力学模拟等理论方法结合定点突变和膜片钳技术，以TMEM16A通道为研究对象，力图明确通道内钙离子结合位点，得到以下结论：1. TMEM16A通道胞内侧第一个Loop内的D439、E444和E447三个氨基酸同钙离子直接相互作用，并与三个水分子共同形成钙离子结合位点。2.在以上形成钙离子结合位点的三个氨基酸中，D439和E444各贡献一个氧原子，而E447贡献两个氧原子和钙离子相互作用，即E447对于通道对钙离子亲和力影响最大。3. TMEM16A通道胞内侧第一个Loop内的D452和E457尽管也可以和水分子共同形成钙离子结合位点，但是它们并不会影响通道门控动力学行为。二、二价阳离子激活TMEM16A通道机制的初步探讨本课题组和其他实验室前期研究表明，Ca²⁺以外的其他二价阳离子对TMEM16A通道也具有一定的激活作用。对于不同二价阳离子激活TMEM16A的研究是研究该通道钙离子依赖性激活机制的有益补充。然而，就二价离子和钙离子在激活TMEM16A通道过程中相互关系的研究尚未见文献报道。本论文以表达于HEK293细胞系的TMEM16A为研究对象，采用膜片钳内向外记录模式，通过研究不同二价阳离子共同存在时对CaCCs的影响，从而判断二价阳离子之间是否存在协同作用。实验结果表明：1.两种二价阳离子共同存在时(Ca²⁺+Sr²⁺，Ca²⁺+Ni²⁺)，并不能更大程度的激活TMEM16A通道。2.当Sr²⁺或Ni²⁺处于非饱和浓度时， Ca²⁺可以补偿性的增加TMEM16A通道电流。根据以上实验结果，我们推测Sr²⁺、Ni²⁺和Ca²⁺很可能通过相同的机制来激活TMEM16A。