Nernst-Planck continuum theory를 이용한 SR K+ channel에 관한 연구

Abstract

Sarcoplasmic reticulum ( SR :근세포 망상조직 )에 있는 K^(+)-selective channel은 특정한 시간에 기껏해야 하나의 이온으로 점유될 수 있는 one-ion channel이며, 수송적 성질면에서 볼때 가장 간단하고 잘 특징지어진 생물학적 이온 channel이라고 여겨진다. 그러므로 일반적이고 간단한 이론으로도 이channel을 통한 이온의 흐름을 기술할 수 있으며 channel의 구조를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 constant field가정을 도입한 Nernst-Planck continuum theory를 one-ion channel인 SR K^(+) channel에 적용하여 channel을 통한 이온의 flux를 계산하고, 콘덕턴스와 해리 상수(dissociation constant), permeability ratio등 channel의 전기적 특성을 나타내는 매개변수들을 계산하였다. Constant field 바탕에 하나의 예리한 포델셜 에너지 우물을 더한 continuum model을 사용하여 계산한 결과 flux와 전압과의 관계가 선형적이었다. 그리고 이 model을 사용하여 계산한 결과를 발표된 실험 테이터와 반정량적으로 비교할 때 두 값이 거의 접근하므로 실험 데이터의 물리적 해석이 가능하다. 또한 이 model은 다른 실험 데이터와 함께 SR K^(+) channel의 구조를 추정할 수가 있는 것으로 생각된다.;The K^(+)-selective channel of the sarcoplasmic reticulum is an one-ion channel type which can be occupied by at most one ion at a time . The SR K^(+) channel is probably the simplest and the best characterized biological ion channel. Therefore the transport mechanism of the SR K^(+) channel may be described by a general theory which reflects the detailed structure of the channel. The Nernst-Planck continuum theory was applied to the one- ion channel which is at constant field except for a very localized potential well. The flux, the conductance, the dissociation constant and the permeability ratio which describe the electrical properties were derived. The continuum model which contains a sharp potential well in the constant field ground results a linear I-V relationship. The experimental data can be understood based on this model and therefore this model may be used to study the structure of the SR K^(+) channel.