离子通道是膜蛋白的一种,它在生命活动中起着非常重要的作用。由于离子通道的一些突变会导致人类疾病,因此相关药理学方面的研究也非常重要。目前对离子通道的研究主要有利用X射线晶体衍射或者液体核磁共振技术解析它们的结构,利用膜片钳电生理技术研究它们的功能等等。动物多肽毒素通常能够作用于离子通道,调节它们的开放和关闭。它们是研究离子通道结构与功能的工具,同时也能被改造或修饰,用于疾病的治疗。本文中我们主要用蛋白异源表达纯化的方法获得多肽毒素,用液体核磁共振技术以及膜片钳电生理技术研究动物多肽毒素和钾离子通道的相互作用。论文共分为四个章节。第一章介绍了钾离子通道和相关动物多肽毒素的基本知识。包括钾离子通道的类型,钾离子通道相关疾病以及多肽毒素的种类、结构,与钾离子通道相互作用模式等。第二章对膜片钳电生理技术作了简单的介绍,包括膜片钳的几种基本模式以及衍生技术,主要的相关设备等。第三章是蜈蚣多肽毒素SSD609对KCNQ1/KCNE1钾离子通道作用机制的研究。作用于KCNQ1/KCNE1钾离子通道的多肽毒素很少,目前只有两篇文章报道过相关内容,蜈蚣毒腺中提取的SSD609就是其中的一种。而KCNQ1/KCNE1钾离子通道与人类心脏疾病密切相关,作用于它的毒素有潜在的作为药物的可能。本章我们通过大肠杆菌异源表达纯化的方法获得较为大量的SSD609多肽毒素,通过膜片钳电生理技术验证其抑制Iks电流的功能,证明其与天然状态的毒素拥有类似的生理功能。之后利用液体核磁共振技术解析了它的结构,由三段α螺旋构成,此结构在动物多肽毒素中非常少见。根据结构和功能提供的信息,猜测其作用于KCNE1辅助亚基,因此设计了KCNE1上相关位点的突变,结合电生理实验推断出SSD609与KCNQ1/KCNE1可能的相互作用方式,首次提出多肽毒素作用于辅助亚基,这为以后进一步的研究打下基础。第四章主要介绍了蝎毒素IbTX的表达纯化以及它对BK钾离子通道的抑制作用。异源表达多肽毒素为一种获取毒素的常用方法,相对来说这种方法时间短、花费少,而且可以对毒素做些简单的改造。融合标签能够帮助多肽毒素表达,但用酶切的方法除去标签时容易引入多余氨基酸残基。本章我们使用两种不同的酶来切除IbTX的融合标签,使用膜片钳电生理技术研究它们对BK钾离子通道的作用,证明有时候多余一个氨基酸会对多肽毒素的功能产生较大的改变。