FHL2对野生型及突变型HERG钾通道的调控作用及其机理的研究

心脏HERG钾通道介导的快速激活延迟整流钾电流是心肌细胞动作电位3期快速复极的主要电流,HERG基因突变是引起长QT综合症（LQTS）的常见原因。蛋白质－蛋白质相互作用参与了心脏离子通道转录、翻译、翻译后加工修饰、转运及定位等众多细胞内处理过程的调控。本课题组首先发现了心脏FHL2蛋白能通过与HERG通道相互作用而增大该通道的电流。这一发现非常令人感兴趣，因为LQTS的一个常见原因正是HERG基因突变导致该通道电流减小所致。本项目拟深入研究FHL2对野生型HERG钾通道的调控机理，并进一步研究FHL2与引起LQTS的突变型HERG钾通道是否仍然存在相互作用，以及FHL2是否具有调控突变型HERG钾通道表达水平、磷酸化水平、亚细胞定位、电流特性的功能。如果本研究结果证明FHL2具有调控突变型HERG钾通道电流幅度的功能，则将为开发治疗LQTS的新型蛋白质药物提供新思路，具有深远的意义。

本研究旨在探明FHL2对野生型HERG钾通道的调控作用，并进一步阐明FHL2对突变型HERG钾通道是否同样具有调控作用。本研究首先通过酵母双杂交技术、GST-pull down技术、免疫共沉淀技术明确FHL2与HERG的哪一区域相互作用，以及是否与突变型HERG相互作用；应用Western blot分析、激光共聚焦显微镜技术研究FHL2对野生型及突变型HERG钾通道表达、转运、定位的影响作用；在此基础上进一步应用膜片钳技术阐明了FHL2对突变型HERG的通道功能调控作用。结果发现：（1）FHL2主要与HERG钾通道的N端相互作用，与穿膜片段、孔区片段、C端之间未检测到相互作用；（2）在N端的常见突变体中，HERG-F29L、HERG-N33T、HERG-Y43C、HERG-R56Q、HERG-I96T等突变体仍能与FHL2相互作用，而HERG-C66G和HERG-L86R两个突变体则未检出与FHL2相互作用。（3）FHL2能使HERG-F29L、HERG-N33T、 HERG-R56Q、HERG-I96T突变体的电流振幅显著增大，而使HERG-Y43C突变体的电流振幅明显降低。（4）FHL2对野生型及突变型HERG钾通道的激活和失活特性具有一定的影响作用。这些结果提示，FHL2蛋白具有通过与野生型HERG钾通道相互作用发挥调控该通道电流特性的作用，对于第29、33、56、96位氨基酸残基发生突变的HERG钾通道电流振幅具有正性调控作用，而对于第43位氨基酸残基发生突变的HERG钾通道电流振幅则发挥负性调控作用。这一发现将非常有助于更加透彻理解长QT综合征的发病机理和为开发治疗长QT综合征的新型蛋白质药物提供思路。