作为离子流通过细胞膜的“守门者”，离子通道在许多细胞过程中都是非常关键的。现在，一项新的研究描述了一个全新的计算模型，可逼真地模拟在生物系统中发现的复杂条件，并允许在单个原子的水平更准确的观察离子通道的功能。
这项研究8月份发表在第17期的《Biophysical Journal》上，非常详细地关注一种可杀死细菌性脑膜炎患者脑细胞的细菌通道的功能，并为研究致命的抗生素耐药性的潜在机制提供了见解。
“离子通道细胞的动态平衡和信号转导中发挥重要作用，”该研究的资深作者、Max Planck 生物物理化学研究所Ulrich Zachariae博士说，“其功能的研究对于了解细胞通讯和开发通道相关性疾病的新药都是至关重要的。”通过开发一种新的的计算模型，Zachariae博士和他的同事能够在与活细胞高度相似的条件下，直接模拟离子流通过膜通道。
研究人员应用其新方法研究POrB，这是由致病性脑膜炎奈瑟菌形成的一种细菌通道。POrB能够插入被感染的宿主的脑细胞主要的细胞内结构的膜上，并导致它们死亡。这种新方法可使Zachariae博士的研究小组研究离子流通过POrB的详细分子机制，并探讨特殊的变异对离子穿过通道的影响。这是医学相关的，因为这些致命的细菌可通过POrB通道的变异很快地产生抗生素耐药性，这也是进入细菌的主入口，以至于常用的抗生素不再适合通过该通道。Zachariae博士解释说：“我们研究的一个主要目标就是确定如何修饰常用的抗生素才能使其再次通过细菌通道”。
总之，新的方法可使我们对离子通道的功能进行极其细致的观察。“我们发现，我们的方法可准确地预测离子导电性和选择性，并详细地阐明离子传导机制，”Zachariae博士得出结论。“因此，我们预计它对离子通道的分子机制研究是有用的，例如改进以离子通道如POrB为目标的药物设计。这些研究的结果可能被证明对大量的抗生素耐药性越来越严重的危险细菌感染是至关重要的。
