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根据对Na⁺、K⁺、Ca²⁺三种离子的电压门控通道蛋白质进行的分子结构分析，发现它们[[一级结构]]中的[[氨基酸]]排列有相当大的[[同源性]]，说明它们属于同一蛋白质家族，与之有关的mRNA在进化上由同一个远祖[[基因]]演化而来。图2-8是与体内动作电位(见后)产生至关重要的Na⁺通道在膜内结构的模式图,它主要由一个较大的α-亚单位组成，[[分子量]]约260kd；有时还另有一个或两个小分子量的亚单位，分别称为β₁和β₂。但Na⁺通道的主要功能看来只靠α-亚单位即可完成。这个较长的α-单位肽链中包含了4个结构类似的[[结构域]]（domain,每个结构域大致相当于上述Ach门控通道中的一个亚单位，但结构域之间由肽链相连，是一个完整的肽链，应由一个mRNA编码和合成），而每个结构域中又各有6个由疏水性氨基酸组成的跨膜α-螺旋段（图示2-8，A）；这4 个结构域及其所包含的疏水α-螺旋，在膜中包绕成一个通道样结构（图2-8，B）。现已证明，每个结构域中的第4个跨膜α-螺旋在氨基酸序列上有特点，即每隔两个疏水性氨基酸，就再现一个带正电荷的[[精氨酸]]或[[赖氨酸]]；这些α-螺旋由于自身的[[带电性]]质，在它们所在膜的跨膜电位有改变时会产生位移，因而被认为是该通道结构中感受外来信号的特异结构，由此再诱发通道“闸门”的开放；还有实验提示，每个结构域中的第2、第3个α-螺旋构成了该通道水相[[孔道]]的“内壁”；据测算，水相孔道内径最窄处横断面积约为0.3×0.5nm差不多刚能通过一个水化的Na⁺(图2-8,B)。

图2-8 电压门控Na⁺通道的分子结构示意图

B：4个结构域及其α-螺旋形成通道时的相对位置

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