如题所述
第1个回答 2022-11-29
非门控通道指的是其是否开放不受电压控制，说白了就是没有门控机制，也就是说他是一直处于开放状态的。这里先暂停一下过一遍加深：理想情况下他的I-V曲线应该是直线，也就是电压越大，电流就越大，不存在门控特性（比如钠离子通道，动作电位上冲到很高位置时，门控开关关闭； 而对于IK1，压根没有这么个门控开关）。
因为所谓的门控开关说的太抽象，这里继续深入补充点干货：
Mechanism[edit]
Crystallographic structural studies of a potassium channel have shown that, when a potential difference is introduced over the membrane, the associated electric field induces a conformational change in the potassium channel. The conformational change distorts the shape of the channel proteins sufficiently such that the cavity, or channel, opens to allow influx or efflux to occur across the membrane. This movement of ions down their concentration gradients subsequently generates an electric current sufficient to depolarize the cell membrane.
Voltage-gated sodium channels and calcium channels are made up of a single polypeptide with four homologous domains. Each domain contains 6 membrane spanning alpha helices. One of these helices, S4, is the voltage sensing helix.[6] The S4 segment contains many positive charges such that a high positive charge outside the cell repels the helix, keeping the channel in its closed state.
这是wikipedia关于Voltage-gated channel的门控机制介绍（Ref. Voltage-gated ion channel），看不太明白也没关系，我也没完全理解，但是核心得抓住，也就是我加粗的最后一句话。大意就是构成Na+离子通道的这若干个α螺旋里，有一个叫S4的是voltage sensing的，里面充满了正电荷，当细胞外有大量正电荷的时候，会repels the helix，keeping it closed，意思就是“同性相斥”，阻止这个helix打开，也就意味着通道关闭。
所以说，所有的电压门控通道是确确实实存在、物理上对应着这么个所谓的“门”，并且里面充满了电荷，对膜电位和电压敏感。
接下来说“其开放程度受膜电位影响”。这个要单独来理解。为什么受影响？之前提过关于Mg2+离子和多胺类物质堵门的过程（详见我另外一个答案 怎么理解内向整流钾通道？）。并且这个堵门的过程只发生在-20mV～50mV（或者更大）。这句话其实就是想表达这么个过程，或者叫特性。这种特性很容易和电压门控混淆，因为看起来其行为上都表现出了“电压依赖性”。
所以两者的根本区别是什么？
因为各种原因，我们看到电压门控这个概念的时候，第一感觉都把电压门控理解成了，但凡和电压有点关系的，都成了电压门控。这属于从现象和结果思维来分类。但实际上应反过来，从原理和机制上去分类，把电压门控通道理解成一种特指的开关机制比较好，voltage-gated channel是特指存在“voltage sensing unit”，切切实实对应着离子通道结构中一个充满了电荷的voltage sensing helix这么个物理实体。
而IK1不存在这个开关。他之所以表现出来同样的“电压依赖”、“整流”特性，是Mg2+等造成的，是另外一种机制。这种机制并不是通常意义的电压门控通道的机制（通常机制是指有voltage sensing helix，所以对电压敏感，由电压负责开关），所以IK1也就不属于voltage-gated ion channel family。
因为所谓的门控开关说的太抽象，这里继续深入补充点干货：
Mechanism[edit]
Crystallographic structural studies of a potassium channel have shown that, when a potential difference is introduced over the membrane, the associated electric field induces a conformational change in the potassium channel. The conformational change distorts the shape of the channel proteins sufficiently such that the cavity, or channel, opens to allow influx or efflux to occur across the membrane. This movement of ions down their concentration gradients subsequently generates an electric current sufficient to depolarize the cell membrane.
Voltage-gated sodium channels and calcium channels are made up of a single polypeptide with four homologous domains. Each domain contains 6 membrane spanning alpha helices. One of these helices, S4, is the voltage sensing helix.[6] The S4 segment contains many positive charges such that a high positive charge outside the cell repels the helix, keeping the channel in its closed state.
这是wikipedia关于Voltage-gated channel的门控机制介绍（Ref. Voltage-gated ion channel），看不太明白也没关系，我也没完全理解，但是核心得抓住，也就是我加粗的最后一句话。大意就是构成Na+离子通道的这若干个α螺旋里，有一个叫S4的是voltage sensing的，里面充满了正电荷，当细胞外有大量正电荷的时候，会repels the helix，keeping it closed，意思就是“同性相斥”，阻止这个helix打开，也就意味着通道关闭。
所以说，所有的电压门控通道是确确实实存在、物理上对应着这么个所谓的“门”，并且里面充满了电荷，对膜电位和电压敏感。
接下来说“其开放程度受膜电位影响”。这个要单独来理解。为什么受影响？之前提过关于Mg2+离子和多胺类物质堵门的过程（详见我另外一个答案 怎么理解内向整流钾通道？）。并且这个堵门的过程只发生在-20mV～50mV（或者更大）。这句话其实就是想表达这么个过程，或者叫特性。这种特性很容易和电压门控混淆，因为看起来其行为上都表现出了“电压依赖性”。
所以两者的根本区别是什么？
因为各种原因，我们看到电压门控这个概念的时候，第一感觉都把电压门控理解成了，但凡和电压有点关系的，都成了电压门控。这属于从现象和结果思维来分类。但实际上应反过来，从原理和机制上去分类，把电压门控通道理解成一种特指的开关机制比较好，voltage-gated channel是特指存在“voltage sensing unit”，切切实实对应着离子通道结构中一个充满了电荷的voltage sensing helix这么个物理实体。
而IK1不存在这个开关。他之所以表现出来同样的“电压依赖”、“整流”特性，是Mg2+等造成的，是另外一种机制。这种机制并不是通常意义的电压门控通道的机制（通常机制是指有voltage sensing helix，所以对电压敏感，由电压负责开关），所以IK1也就不属于voltage-gated ion channel family。
