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第一章 绪言1

第一节 离子通道的研究历程1

一、生物膜离子通道早期研究时期1

二、生物膜离子通道的经典研究时期1

三、生物膜离子通道飞跃发展时期2

第二节 离子通道本质特征与分类2

第三节 离子通道的实验研究方法2

一、电生理学研究方法2

二、分子生物学研究方法4

三、蛋白质结晶与x射线衍射技术4

四、核磁共振技术5

第四节 离子通道的理论研究方法6

一、分子模拟方法6

二、离子通道门控机制的理论研究方法6

三、离子通道通透性的理论研究方法7

四、密度泛函理论应用8

第二章 离子通道研究的学科基础9

第一节 分子生物学9

一、分子生物学的研究内容9

二、分子生物学的发展阶段10

三、分子生物学发展的理论指导意义15

四、分子生物学发展的实践应用意义16

第二节 电生理学16

一、电生理学的发展历史17

二、电生理学的基本研究方法23

三、膜片钳技术的应用25

第三章 从基因到蛋白质28

第一节 dna转录到rna28

一、基因和基因组的定义28

二、基因的结构28

三、dna转录成rna29

四、mrna的加工31

第二节 蛋白质的翻译34

一、遗传密码34

二、mrna翻译成蛋白质35

第三节 蛋白质结构36

一、一级结构36

二、二级结构38

第四节 蛋白质合成后的分泌及加工修饰39

一、细菌中蛋白质的越膜40

二、真核生物蛋白质的分泌40

三、蛋白质翻译后加工修饰41

第五节 遗传基础44

一、染色体结构45

二、染色体修饰47

第六节 基因病51

一、单基因病51

二、多基因病51

三、离子通道突变发生功能缺陷52

第四章 离子通道的工作机理56

第一节 单通道电流的特性56

一、单通道电流56

二、渗透作用58

三、经典离子在细胞内外的浓度60

四、电流-电压关系61

五、不能通透离子对通道的阻断作用62

六、通透性和选择性62

第二节 门控作用63

一、配体门控离子通道64

二、电压门控离子通道65

三、离子通道功能的调节67

第三节 单通道电流的动力学分析68

第四节 从单通道到宏膜电流69

一、宏膜电流69

二、细胞的膜电流72

第五节 从全细胞电流到膜电位变化72

一、细胞膜的被动反应72

二、动作电位73

三、突触电位75

第五章 离子通道的研究方法78

第一节 离子通道功能的研究78

一、膜电压（位）测量78

二、电压钳80

三、膜片钳82

四、噪声分析87

五、细胞内离子通道的研究方法88

第二节 离子通道蛋白主要序列的获得89

一、聚合酶链反应（pcr）89

二、离子通道的克隆90

三、功能性表达克隆离子通道92

四、组织分布93

第三节 离子通道结构的研究93

一、拓扑93

二、基因突变分析94

第四节 离子通道和疾病遗传分析96

一、染色体定位96

二、基因克隆98

三、定位克隆100

四、定位候选克隆102

五、基因连锁106

六、多态性标记109

七、转基因动物110

八、cre/loxp重组酶系统112

第六章 电压依赖性钾离子通道与疾病115

第一节 电压门控钾离子通道115

一、kv通道的分类115

二、kv通道的结构116

三、kv通道的多样性116

四、kv通道的亚基构成117

五、kv通道的辅助亚基118

第二节 kv通道结构和功能的相互关系119

一、kv通道的离子孔道119

二、k＋通道孔道的晶体结构121

三、k＋通过通道的机制123

四、kv通道的激活123

五、kv通道的失活124

六、kv通道的调节125

第三节 kv通道与周期性共济失调1型125

第四节 kcnq通道与lqts127

一、kcnq通道的结构127

二、kcnq通道的组织分布129

三、kcnq通道与长qt综合征129

四、kcnq1和mink突变可延长心脏的动作电位134

五、kcnq1和mink突变可能导致耳聋135

第五节 良性家族性新生儿癫痫136

一、良性家族性新生儿癫痫基因突变136

二、kcnq基因突变如何导致癫痫136

第六节 kcnq通道与其他疾病137

一、短qt综合征（sqts）137

二、孤立性房颤（faf）137

三、andersen综合征138

四、和kcnq通道有关的多基因的离子通道病138

第七节 eag相似基因钾离子通道139

一、herg的结构和功能特性139

二、herg是组成心肌ikr通道的一部分141

第八节 eag相似基因k＋通道与心脏病141

一、herg与lqt2141

二、kcnq1或herg基因突变与尖端扭转型室性心动过速142

三、ikr和iks参与获得性lqt综合征142

第九节 eag1相似基因与肿瘤发生143

一、eag1钾通道简介143

二、eag1钾通道的活性及其与细胞周期和增殖的关系144

三、eag1的致癌性及其致癌机制145

第七章 钙激活钾通道与疾病147

第一节 钙激活钾离子通道的特性和分型147

第二节 大电导的kca（bkca）通道148

一、bkca通道的功能特性148

二、bkca通道的分子结构、克隆和分布150

三、bkca通道的调节151

第三节 小电导的kca通道153

一、skca通道的基本特性153

二、skca通道的结构153

三、skca通道的基本生理特性155

四、skca通道的基本生理功能156

五、skca通道的调控156

六、skca通道的克隆和表达159

七、skca通道与强制性肌营养不良症160

八、skca通道与心房颤动161

第四节 中电导的kca通道162

一、ikca的分子结构162

二、ikca的生物学功能及调控机制162

三、ikca的克隆和组织分布163

四、ikca与镰状红细胞病163

五、ikca在肿瘤发病中的作用163

第八章 内向整流钾通道与疾病166

第一节 内向整流钾通道的整流作用及分类166

一、内向整流钾通道的整流作用166

二、内向整流钾通道的分类167

三、mg2＋和精氨对kir通道内向整流的调节168

第二节 内向整流钾通道功能的调节170

一、质子对内向整流钾通道的调制170

二、磷酸化对内向整流钾通道的调节170

三、gtp对内向整流钾通道的调节171

四、腺嘌呤核苷酸对内向整流钾通道的调节173

五、内向整流钾通道的染色体定位174

第三节 经典内向整流钾通道（kir通道）175

一、kir通道的超家族175

二、kir通道的主要结构175

三、kir通道亚家族成员之间的杂合作用178

第四节 katp通道179

一、功能性katp通道179

二、kir6.2 基因编码的katp通道180

三、sur2a基因编码的磺脲受体181

四、katp通道的电流记录及特点182

第五节 g蛋白偶联内向整流钾通道183

一、girk的基因和蛋白结构183

二、girk的组织分布184

三、girk的调控184

四、girk的病理生理意义185

第六节 kir通道有关的疾病187

一、bartter's综合征（kir1.1 ）187

二、weaver小鼠（kir3.2 ）189

三、kir通道功能异常与心脏疾病191

第七节 katp通道与胰岛素分泌障碍性疾病193

一、家族性婴儿期高胰岛素低血糖症（phhi）194

二、katp与糖尿病196

参考文献198

中英文对照词表217