大电导钙离子和电压激活的钾离子(BK)通道与多种Ca2+介导的生命活动息息相关，该通道由形成孔区的α亚基四聚体和β辅助亚基(β1-β4)组成，其中β4亚基在整个大脑神经元中表达。MarTX毒素对αBK通道不敏感，但可特异性抑制(α+β4) BK通道电流，该特性是由MarTX与β4亚基胞外loop的相互作用决定的。ChTX毒素能高效阻断αBK通道，且不可逆地与（α+β4）BK通道结合。目前MarTX和ChTX毒素调节（α+β4）BK通道的分子机制仍不得而知。为此本文利用核磁共振技术对人源β4亚基胞外区(hβ4-loop)蛋白与MarTX、ChTX毒素的相互作用、及复合物溶液结构分别进行了解析，对其不同的调节机制进行了研究。　　MarTX和ChTX毒素商业价值较高，因各含有三对二硫键而重组困难。本文发展了一种多二硫键毒素重组表达的方法，提高了毒素产量，且各方面理化性质得到了验证。通过核磁共振技术分别解析了hβ4-loop_MarTX和hβ4-loop_ChTX的复合物结构，发现四分子hβ4-loop与一分子毒素形成复合物，表面电势、动力学性质分析证明了MarTX和ChTX毒素与hβ4-loop蛋白结合位置的特异性。运用微量热涌动和电生理实验证明了hβ4-loop_MarTX结构中毒素的Q26、S24、K20、K28/R35和D5/E13以及蛋白的E104、E122、Q124和E128为关键作用位点。hβ4-loop_ChTX结构显示与hβ1中氨基酸E94和Y91对应的hβ4的E104和H101Y同样也是ChTX毒素的结合位点，说明ChTX与BK通道β亚基的作用位点具有普适性。同时ChTX-Q18F突变体增强了与hβ4-loop蛋白H101残基的π-π作用，可显著抑制(α+β4) BK通道电流。接着我们考察了重组MarTX毒素及基于复合物结构设计的突变体对大鼠PTZ模型癫痫的抑制效应，验证了复合物结构的合理性，表明重组MarTX毒素具有抗癫痫药效。本工作为重组多肽药物的获得提供了借鉴经验，为理解MarTX和ChTX毒素对(α+β4) BK通道生理活性的调节作用提供了结构基础，对相关抗癫痫药物的研发具有指导意义。