先前对于脂质分子与蛋白质之间的相互作用的研究主要聚焦在脂质分子与蛋白质单个位点的结合。我们的研究结果表明,脂质分子能够在蛋白质的不同相互作用位点之间发生来回的迁移,而且这种动态的来回迁移能够调控通道的功能。电压门控钾离子通道有多个与PIP2相互结合的位点。我们针对KCNQ2通道的计算机模拟结果显示,在通道处于开放状态的时候,PIP2优先与KCNQ2的S4-S5 linker结合,然而也会发生从S4-S5 linker到S2-S3 linker的动态迁移。电生理实验结果表明,PIP2迁移到S2-S3 linker的过程与通道的关闭速率相关。KCNQ1通道与h ERG钾离子通道都属于电压门控钾通道家族,我们发现PIP2对这两个通道的关闭过程的影响与KCNQ2通道类似,此项研究结果表明PIP2影响通道的关闭机制不仅仅局限于KCNQ2通道,这很可能是某些电压门控钾离子通道的共同特征。我们的研究结果揭示,PIP2从S4-S5 linker上解离后,动态地迁移到通道的S2-S3 linker区域,并与此区域带正电荷的氨基酸残基相互结合,从而实现PIP2对通道的关闭过程的调控,体现了此类通道S2-S3 linker在通道关闭过程中的重要性。这些研究结果揭示了脂质分子与蛋白质之间的动态相互作用机制,也阐明了这种动态的相互作用对通道门控过程的影响,为全面理解离子通道的门控机制提供了全新的观点。电压门控钾离子通道的S4-S5 linker能够介导通道的电压感受器和孔道区域之间的偶联,这种偶联作用在电压门控钾离子通道应对膜电位变化的反应中起了至关重要的作用。PIP2分子是一种位于细胞膜内面的脂质分子,参与了多项细胞生命活动以及对多种通道类型的调控。近年来,PIP2分子被鉴定为电压门控钾离子通道的关键调节因子,它通过与通道的S4-S5 linker上带正电荷的氨基酸残基相互作用而实现对通道功能的调控,但是原子水平的相互作用机制还有待更深一步的研究。综合电生理实验技术和计算机分子动力学模拟技术,我们发现PIP2分子可以与KCNQ2通道S4-S5 linker C端上带正电荷的氨基酸残基K230以及相邻亚基S4-S5 linker N端上带正电荷的氨基酸残基R214和K219同时结合,这种结合方式使通道稳定在开放构象,同时这种结合方式使得KCNQ2通道某一亚基的S4-S5 linker的N端与相邻亚基S4-S5 linker的C端由于PIP2分子的作用而形成首尾相接的紧凑型结构,并且相邻亚基通过交叉连结而将KCNQ2通道的S4-S5 linker紧密聚集,形成一个紧密连结的整体,因而在通道的门控过程中四个亚基作为一个整体而不是以每个结构元件单独行使其功能。这个工作为深入理解PIP2分子对KCNQ2通道门控过程的分子调控机制提供了全新的视角与观点。