孙远昆 郭良浩 王凯程 王少萌 宫玉彬

(电子科技大学电子科学与工程学院(示范性微电子学院)，微波电真空器件国家级重点实验室，成都 610054)

钾离子通道在神经细胞动作电位复极过程中起着重要作用.钾离子通道蛋白种类繁多，钾离子通道允许钾离子特异性穿过细胞膜，从而维持神经细胞静息电位.离子通道蛋白的二级结构决定其功能特性，皮秒尺度内二级结构的波动会对离子通道蛋白的功能，即离子通过速率有很大的影响.本文使用分子动力学模拟方法，模拟施加不同幅值的53.7 THz 的太赫兹波对真实KcsA 钾通道蛋白二级结构和钾离子通过速率的影响.研究发现，在53.7 THz 的太赫兹波的作用下，KcsA 钾通道蛋白中α 螺旋数量减少，β 折叠以及卷曲数量增加.此外，53.7 THz 的太赫兹波能够加速钾离子通过KcsA 钾通道.本文从蛋白质的二级结构分析太赫兹波对钾离子通道蛋白的影响，为太赫兹波和生物功能分子相互作用之间提供了新的观察角度.

1 引言

钾离子通道广泛分布于神经、血管、血液等的细胞中，在调节细胞，尤其是神经细胞的膜电位和兴奋性中起重要作用[1-4].电压门控K+通道是典型的电压门控通道，是最大的钾通道基因家族，是神经元兴奋性的关键调节因子[5-7].人体中的电压门控钾离子通道包括40 个不同的基因编码，分为12 个亚科，从Kv1 到Kv12.哺乳动物电压门控钾通道是由围绕离子传导孔的4 个相同α 亚基组成的四聚体结构，其中每个亚基有6 个α 螺旋跨……