追随诺奖脚步，Science解析重要离子泵
钠钾泵的故事与丹麦有着密不可分的缘分。在1997年，丹麦科学家Jens Chr. Skou因发现钠钾泵而被授予诺贝尔化学奖，多年来钠钾泵一直是奥胡斯大学的一个重点研究领域。2007年，奥胡斯大学的几个研究小组共同协作，描绘了钠钾泵钾离子结合状态的结构。现在，丹麦的研究人员又描述出了它的另一种状态：钠离子结合状态。相关研究结果发表在近期的《科学》(Science)杂志上。
钠钾泵对于机体功能至关重要
钠钾泵是存在于所有人类细胞中，负责持续维持最佳离子平衡的一种极其重要的酶。它消耗了大量的能量——机体大约四分之一的能量，即ATP均用于维持钠钾泵运转;在大脑中这一比率达到接近70%。
钠钾泵利用来自一个ATP分子的能量，将2个钾离子泵入细胞并将3个钠离子泵出细胞。这造成了细胞内外的离子浓度巨大的差异。这种差异是营养物质和其他化合物进出细胞与细胞通讯，以及细胞pH值和体积调控的必要条件。如果钠钾泵在脑细胞中无法正常发挥功能，会造成如先兆偏头痛、肌痉挛或单侧麻痹(偏瘫)等严重的神经系统疾病。
因此获得有关钠钾泵的知识，对于我们了解物质与能量平衡，以及当钠钾泵功能失常时开始起作用的疾病机制具有重要的意义。
年轻的跨学科研究人员生成了新知识
奥胡斯大学的研究人员通过跨学科研究合作，描述出了钠钾泵的钠离子结合状态。钠离子非常的微小，采用单一的方法难以对它进行明确检测。通过组合一些不同的方法，使得完整地描述出钠钾泵的钠离子结合状态成为可能。
Poul Nissen 教授说：“这是朝着理解钠钾泵功能迈出的决定性的一步。我们现在知道了在何处以及如何侧重开展未来的研究。这项研究还从其他方面指出了前进的道路：年轻的研究人员一直是这项研究工作的主力军，他们提出了一些可用于基础生物医学研究的新知识和方法。发现钠钾泵的秘密不仅是一项令人感到兴奋的研究工作，还推动了新研究人才的形成和招募，将让类似大学及研究机构受益，”Poul Nissen说。
重新出发
通过描述钠钾泵的两个侧面，研究人员对于Jens Christian Skou在1957年发现的这一离子泵的理解取得了重要的进展。现在我们了解了钠钾泵作为一个“分子纳米机器”的运作机制，我们可以观察突变是如何影响它导致它功能失常的。现在研究人员的目标是对这一钠钾泵进行更详细的描述，从而更深入地了解它的功能以及对于健康及疾病的影响。
-
科技前沿
-
科技前沿
