电压门控钠离子通道(VGSC)对于动作电位在电兴奋细胞中的产生和发放起着关键作用。作为具有保守结构和重要功能的膜蛋白分子，VGSC在漫长的生物进化中逐渐成为神经毒素、杀虫剂和局麻药等众多外源调制剂作用的靶受体。这些调制剂通过与VGSC上不同受体位点的特异结合，调制钠通道的动态功能活性和电信号的发放。其中，α-和β-蝎神经毒素被鉴定为分别作用于VGSC受体位点3和位点4，影响VGSC失活和激活的不同过程。α-和β-蝎神经毒素针对哺乳动物不同亚型和/或昆虫钠通道具有特异的选择性。本论文主要采用电生理学和分子生物学方法，研究了两种东亚钳蝎（BmK）神经毒素，即(1) BmK I，类α型的VGSC位点3调制剂；(2) BmK IT2，β-昆虫抑制型的钠通道位点4调制剂，对异源表达VGSC亚型的选择性、电生理调制效应并探讨了它们作用的分子机制。　　 第一部分：BmK I作为一种VGSC位点3特异性调制剂，能阻碍rNaγ1.2失活并诱导持续性钠电流，这可能是BmK I诱发癫痫的潜在机制。然而，过去研究表明，BmK I与脑突触体膜（其上分布的VGSC亚型主要是Naγ1.2）之间并没有明显结合。因此，除了Naγ1.2，其他亚型参与的BmK I药理效应需要进一步阐明。在这部分工作中，对三种中枢型VGSC亚型单独进行外源表达，并配合辅助亚基β1，使通道特性更接近体内情况。运用双电极电压钳技术，结果揭示BmK I在这些通道亚型上有不同效应：mNaγ1.6α/β1的峰钠电流和持续钠电流都被极大地提高，这一现象同BmK I介导的快失活电流成分的浓度依赖性减少相联系；相比之下BmK I对rNNaγ1.2α/β1的效应较弱，只在高浓度(500nM)下延长通道快失活时间常数；而rNaγ1.3α/β1对BmK I几乎不敏感。将可能的关键性氨基酸在这三种研究亚型之间进行对换的突变实验证实：BmK I的选择性和作用效应完全取决于通道结构域IV S3-S4胞外环上的一个酸性残基(e.g. mNaγ1.6的Asp1602)。本工作结果从分子机制上解释了不同中枢型VGSC对BmK I表现出的各种复杂有趣的反应，提示这些通道对BmK I在大鼠模型中诱发的超兴奋性效应起了不同的作用。　　 第二部分：BmK IT2被鉴定为一种抗昆虫的抑制型神经毒素，特异性作用于VGSC受体位点4上。BmK IT2也被4发现具有抗癫痫和镇痛的活性，但具体机制尚待阐明。这部分工作研究了BmK IT2对在爪蟾卵母细胞中表达的四种VGSC亚型的不同选择特性，并确定了BmK IT2在位点4上的具体结合区域。结果显示：BmK IT2可强烈地将昆虫钠通道DmNaγ1的电压依赖性激活向超极化方向移动，而对三种哺乳动物中枢型钠通道（Naγ1.2α、Naγ1.3α和Naγ1.6α）则完全不作用。将rNaγ1.2的四个结构域分别用DmNaγ1的相应部分替换，发现BmK IT2的选择性由DⅢ决定，而功能则通过与DⅡ电压感受器S4片段的作用来介导。接下来在DmNaγ1上的一系列突变实验进一步揭示，DⅡ S4上的Glu896，Leu899和Gly904对BmK IT2的效应很重要，此外，DⅢ孔区胞外环上的氨基酸残基，尤其是Ile1529和Arg1530，对于BmK IT2对VGSC亚型的识别和选择具有决定作用。这部分结果表明：BmK IT2在昆虫钠通道上的结合位点至少包含两个部分：1）DⅡ S3-S4环，通过同DⅡ S4电压感受器相互作用介导毒素的功能，2）DⅢ孔区SS2-S6胞外环，是BmK IT2的特异性识别位点。这两个区域在BmK IT2与昆虫钠通道之间的作用有着独立而不可替代的地位。而哺乳动物中枢型VGSC亚型对BmK IT2的不敏感，提示BmK IT2在病理模型中介导的压抑效应可能是由其他亚型和机制所介导。