电压门控离子通道中离子选择性的广义微观理论

离子通道是存在于活细胞膜中的特定蛋白质。它们控制特定离子通过细胞的流动，这一过程由离子通道的电化学梯度启动。在此过程中，它们控制着重要的生理过程，如肌肉收缩和神经元连接，如果这些通道发生故障，将导致无法正确激活，从而引发危及生命的疾病和心理障碍。在此，我们将发展一个适用于 KcsA、Na$_{\rm v}$Rh 和 Ca$_{\rm v}$（L 型）离子通道的离子选择性广义微观理论。我们将明确揭示为何以及为何给定的离子通道能具有高度选择性，同时却拥有每秒一百万个离子或更高的电导率。我们将识别并证明负责特定离子在给定离子通道中高度选择性的正确物理生化机制。上述机制由五个条件组成，可直接关联到以下参数：(i) 脱水能，(ii)“正确”离子的浓度，(iii) 库仑 - 范德华吸引力，(iv) 孔道和离子尺寸，并间接关联到 (v) 热力学稳定性和 (vi)“碰撞”辅助渗透。