PC12细胞钾离子通道门控动力学随机建模与参数估计(Ⅰ)

本文以PC12细胞钾离子通门控机理分析为例证，探索离子通道门控动力学马尔科夫模型的建模方法，并详述建模过程，为通过研究者提供启示与借鉴．在此基础上提出PC12细胞钾离子通道门控动力学的三个备择方案，然后试用Ball等人建议的适用于片膜中只含一个通道记录的极大似然算法估计速率参数，根据AIC及SC准则将模型作了比较，选择较适宜的模型刻划PC12细胞钾离子通道门控动力学．

离子通道门控动力学的随机建模

片膜钳技术为我们了解离子通道的特性奠定了实验基础,而根据片膜钳实验记录建立离子通道的门控数学模型是定量地刻画通道的门控行为和深刻理解其运行机制的必经途径。本文在简述用片膜钳技术记录离子通道电信号的科学背景之后,介绍了离子通道门控动力学随机建模的进展,并着重评论这一过程中出现的基本问题和富有特色的研究方法。

离子通道门控动力学的随机建模(二)

片膜钳技术为我们了解离子通道的特性奠定了实验基础,而根据片膜钳实验记录建立离子通道的门控数学模型,是定量地刻划通道的门控行为,深刻理解其运行机制的必经途径。本文在简述用片膜钳技术记录离子通道电信号的科学背景之后,介绍离子通道门控动力学随机建模的进展,并着重评论这一过程中出现的基本问题和富有特色的研究方法。

肾上腺髓质瘤无性繁殖细胞延时整流钾离子通道的门控动力学

用片膜钳技术在细胞贴附式和内面向外式的膜片上观察和分析了作者新近发现的PC12细胞上的延时整流钾通道的开放与关闭规律:开放时间分布直方图由双指数密度函数拟合,关闭时间分布直方图也由两个指数密度函数拟合;随着去极化的增大,首次开放潜伏期缩短,通道开放概率增大,表明有明显的电压依赖性。在通道串式开放簇之间常有一个长时间的关闭,表明通道还有一个很慢的门控过程。据此,提出一个含有两个开放状态与3个关闭状态的模型。

心脏hERG钾通道结构及其电压门控调节分子机制

心脏h ERG钾通道产生的快速激活延迟整流钾电流在心肌细胞动作电位复极化过程中起作用,是最重要的复极化储备电流。h ERG通道在动作电位中的独特地位取决于它的结构及门控动力学特性。该通道发挥生物学功能需要稳定的构象变化,背后涉及复杂的门控动力学调节机制。近来,h ERG通道冷冻电镜结构的出现,结合分子动力学模拟,在揭示通道结构的分子基础上,为解释复杂的门控调节机制以及后续研究带来进展。本文就近年来心脏h ERG钾通道结构及其电压门控调节分子机制的研究新进展作一综述。

刘向明教授

刘向明，男，汉族，1951年生，湖南石门人。1976年毕业于华中师范大学数学系。1990、1992年两度赴北京医科大学和中山医科大学进修生物统计和生物数学，师从我国著名生物统计学家美国加州大学伯克利分校生物统计博士方积乾教授。

封底人物：中南民族大学 刘向明教授

刘向明，中南民族大学学科带头人，华中科技大学兼职教授。他在医学、生物学和数学的交叉处探索医药系统研究工作的新途径，侧重于探讨离子通道门控动力学及药物对其影响，近年来，由于其在解决民族药物研发中的关键问题所做的开拓性工作，使之在传统药物研发领域成为享有国际声誉的知名学者。