：電壓調控鉀離子通道中 C 型鈍化

種慢性鈍化現象常常會持續幾秒鐘，且發生在通道持續不斷的去極 化期間 (Kurata and Fedida, 2006)。慢性鈍化現象又稱為C型鈍化

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（C-type inactivation）且發生在許多不同種類的Kv通道上，例如：

Kv1.5和Kv2.1通道 (Andalib et al., 2004; Kurata et al., 2001)。

現今來說，這種複雜的C型鈍化機制，並不是完全清楚了解，但 現今有研究顯示：C型鈍化現象是通道外孔的選擇性過濾器產生倒 塌或壓縮而造成結構改變 (Kurata and Fedida, 2006)。而至今已知其 作用機制：當細胞膜因膜電位去極化的刺激，使Kv通道活化時，導 致通道蛋白結構變化，閥門開啟，進而使通道外孔的選擇性過濾器 產生收縮及壓縮而造成結構不穩定，形成慢速鈍化，而細胞膜處於 復極化狀態後，因後電場改變而產生回復作用，並使通道孔洞內的 選擇性過濾器慢慢的往外回復，通道繼而再產生去活化，使通道回 到休息的狀態，並準備好下一次的活化及放電（圖5）。

圖5：C-type inactivation 鉀離子通道上之C 型鈍化

哪些胺基酸影響C型鈍化？最早是在Shaker 通道（Kv1家族）外 孔上的threonine（T）位置449的改變可以加快（T449E,T449A, T449K）

或減慢（T449Y, T449V）C型鈍化速度，也就是改變T449：arginine

（R）、lysine（K）、alanine（A）或 glutamate（E）這些胺基酸，

會加快其速度；另一方面，改變為valine（V）或tyrosine（Y）會減 慢C型鈍化速度。若切斷N端只存有C端後，並不會停止其鈍化現象，

而定義為C型鈍化 (Hoshi et al., 1990; Lopez-Barneo et al., 1993)。

1998年，學者發現，在Kv1.3及1.5通道上，細胞外加入低濃度 (30-50 μM)鉀離子，而鉀離子與通道上的選擇性過濾器親和力增加，

並大於鈉離子，而抑制C型鈍化 (Kiss et al., 1998)。Shaker通道上，

增加細胞外鉀離子的濃度及加入TEA，皆會減慢C型鈍化的速度。

另 外 在Kv1.3 中 ， 發 現 細 胞 內 酪 胺 酸 磷 酸 化 (tyrosine kinase phosphorylation)可造成C型鈍化速度很輕微的加快，但作者卻無法 定義出磷酸化會影響C型鈍化的相關性或影響Kv1.3哪個胺基酸 (Bowlby et al., 1997)。

2007年有學者研究出：利用能夠穩定二級結構的氫鍵 (hydrogen bonds)去探討選擇性過濾器上的殘基與鄰近在通道外孔上的helix之 間的相關性及重要性，而去證實C型鈍化機制 (Cordero-Morales et al., 2007)。因此在Kv1.2上, 把Val370改變成Glu370（圖6），在活

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化Kv1.2後，選擇性過濾器上的Glu370可與Asp379作用更強之相互 牽引，使過濾器不穩定（或倒塌），隨之產生C型鈍化。當回復時，

Glu370與Asp379會互相彈開，隨之去活化後，通道回到休息狀態 (Cordero-Morales et al., 2007)（圖7）。

圖6：在 Kv1.2 通道上，把原本 Val370 突變成 Glu370，發 現Glu370 與 Asp379 會更強地相互牽引，產生 C 型鈍化 (Cordero-Morales et al., 2007)。

圖7：Kv1.2通道（A）通道處於休息狀態（B）選擇性過濾器 上的Glu370與Asp379（兩個紅點表示）會相互牽引（C）隨之 產生C型鈍化（D）此過程即是選擇性過濾器倒塌，而使鉀離 子無法順利通過此通道（E）回復，Glu370與Asp379互相彈開

（F）去活化後，通道回到休息狀態 (Cordero-Morales et al., 2007) 。

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鉀離子通道的鈍化作用影響動作電位的輪廓及頻率，因此對於興 奮細胞的調節是相當重要，例如：神經細胞 ( Hille, 2001 )。而藥物 改變Kv通道的鈍化閥門也就是能改變神經細胞的興奮性，例如：

4-acetamido-4'-isothiocyano-2,2'-disulphonic stilbene (SITS) 和 N-bromoacetamide (NBA)，已在腦垂下體細胞GH3中證實，能抑制 Kv通道的N型鈍化 (Oxford and Wagoner, 1989)。

然而，目前尚無專一及選擇性的藥物去作為探測藥物進而探討Kv 通道之C型鈍化。進而與侯曼貞老師合作新藥開發，篩選HMJ系列 合成物過程中，發現此系列合成物中之HMJ-53A能影響Kv通道，而 先前已發表其抗凝血作用藥效比Aspirin強，可以抑制花生四稀酸所 造成的血小板凝集疾病 (IC50：1.60 μM) ( Hour et al., 2000 )，這也 讓我們懷疑所產生的抗凝血作用，是否因為阻斷離子通道所產生的 呢？

所以，在此研究工作中，我們利用已知表達Kv通道的小鼠神經瘤 N2A( mouse neuroblastoma )細胞，並著手探討HMJ-53A是如何影響 Kv通道。結果發現此細胞上之Kv通道存有C型鈍化現象，且經由我 們強而有力的結果顯示，HMJ-53A作用在細胞外而非細胞內，並大 幅度的加速C型鈍化卻不影響Kv通道上的活化閥門。這些結果顯示 HMJ-53A能當作一個新穎的合成物，去探測C型鈍化閥門。

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