随着国家的高速发展,我们会面临越来越多的机遇与挑战,为了抓住机遇获得成功人们开始透支着自己的身体和大脑,而长期熬夜以及过度使用可能会造成大脑缺氧,从而导致学习、工作效率降低、反应迟缓、夜间睡眠障碍等后果,而大脑缺氧还会引起酸中毒。酸中毒是当人体内的血液以及组织中的酸性物质堆积时,pH值下降,本质上是血液中的氢离子浓度增加导致的。血液最终都是流回心脏,而呈现酸性的血液会导致心肌细胞收缩力降低,对心脏的功能产生严重的损害从而导致心肌细胞的功能及代谢紊乱。心肌细胞上镶嵌着一种大蛋白:Cav1.2钙离子通道,通过控制钙离子进入细胞,从而引起膜内外的电位差的变化,并且能够使得心肌细胞产生一系列的生理活动,比如肌肉收缩,激素分泌以及神经性激素的释放等。钙调蛋白(Calmodulin,CaM)是一种广泛存在于生物体内的钙结合蛋白,它可以直接结合到Cav1.2钙离子通道上,调控离子通道的活性,也就是通道的打开和关闭状态。研究表明,Cav1.2钙离子通道的C末端上有CaM结合位点,分别是preIQ和IQ区域,preIQ序列前的EF Hand序列对CaM和通道的结合也会有一定的影响。本文的研究目的是为了说明pH影响心肌细胞上Cav1.2离子通道活性的机理。本文提出假说pH是影响了 CaM和通道的结合从而影响了通道的活性。首先通过实验验证了假说得到如下结果:(1)在不同pH(5,6,7,8,9)情况下CaM和Cav1.2钙离子通道C末端结合,实验的结果表明在低钙和高钙的情况下,随着pH的降低,CaM和钙离子通道的结合量是增加的。(2)为了确定pH具体是影响了哪一个结合位点从而影响了 CaM和钙离子通道的结合情况,用CaM1234和CT1结合,结果表明pH不是影响CaM上的四个Ca2+结合位点从而影响的结合量。(3)为了确定pH是否影响了 EF hand从而影响了 CaM和通道的结合,通过做CaM和CT1B的pulldown实验。结果表明,缩短的CT1片段没有消除pH对CaM和钙离子通道结合的影响。然后运用计算机模拟技术对所研究的目标进行分子动力学模拟:(1)同源建模:建立出以下四个蛋白片段EFHand,EF+preIQ,preIQ+IQ,IQ,然后对其进行了模型优化以及模型评价,用于下一步的蛋白对接模拟。(2)分子对接:运用Zdock软件对所建立出的C末端片段与CaM进行蛋白对接,并找出了对接分数最高的部分是IQ这个部分。(3)相互作用效果分析:发现114Glu随着pH的降低,与通道的结合越好。本文通过实验排除了 CaM上的四个钙离子结合位点以及Cav1.2钙离子通道C末端上EF Hand对pH影响通道活性的可能性,同时通过模拟研究范围缩小到IQ区域,然后进一步找到pH可能是影响了 CaM上第114号谷氨酸从而影响CaM和通道结合。本课题对于进一步了解Cav1.2钙离子通道有一定指导意义。