追隨諾獎腳步，Science解析重要離子泵

　　鈉鉀泵的故事與丹麥有著密不可分的緣分。在1997年，丹麥科學家Jens Chr. Skou因發現鈉鉀泵而被授予諾貝爾化學獎，多年來鈉鉀泵一直是奧胡斯大學的一個重點研究領域。2007年，奧胡斯大學的幾個研究小組共同協作，描繪了鈉鉀泵鉀離子結合狀態的結構。現在，丹麥的研究人員又描述出了它的另一種狀態：鈉離子結合狀態。相關研究結果發表在近期的《科學》(Science)雜志上。

　　鈉鉀泵對于機體功能至關重要

　　鈉鉀泵是存在于所有人類細胞中，負責持續維持最佳離子平衡的一種極其重要的酶。它消耗了大量的能量——機體大約四分之一的能量，即ATP均用于維持鈉鉀泵運轉;在大腦中這一比率達到接近70%。

　　鈉鉀泵利用來自一個ATP分子的能量，將2個鉀離子泵入細胞并將3個鈉離子泵出細胞。這造成了細胞內外的離子濃度巨大的差異。這種差異是營養物質和其他化合物進出細胞與細胞通訊，以及細胞pH值和體積調控的必要條件。如果鈉鉀泵在腦細胞中無法正常發揮功能，會造成如先兆偏頭痛、肌痙攣或單側麻痹(偏癱)等嚴重的神經系統疾病。

　　因此獲得有關鈉鉀泵的知識，對于我們了解物質與能量平衡，以及當鈉鉀泵功能失常時開始起作用的疾病機制具有重要的意義。

　　年輕的跨學科研究人員生成了新知識

　　奧胡斯大學的研究人員通過跨學科研究合作，描述出了鈉鉀泵的鈉離子結合狀態。鈉離子非常的微小，采用單一的方法難以對它進行明確檢測。通過組合一些不同的方法，使得完整地描述出鈉鉀泵的鈉離子結合狀態成為可能。

　　Poul Nissen 教授說：“這是朝著理解鈉鉀泵功能邁出的決定性的一步。我們現在知道了在何處以及如何側重開展未來的研究。這項研究還從其他方面指出了前進的道路：年輕的研究人員一直是這項研究工作的主力軍，他們提出了一些可用于基礎生物醫學研究的新知識和方法。發現鈉鉀泵的秘密不僅是一項令人感到興奮的研究工作，還推動了新研究人才的形成和招募，將讓類似大學及研究機構受益，”Poul Nissen說。

　　重新出發

　　通過描述鈉鉀泵的兩個側面，研究人員對于Jens Christian Skou在1957年發現的這一離子泵的理解取得了重要的進展。現在我們了解了鈉鉀泵作為一個“分子納米機器”的運作機制，我們可以觀察突變是如何影響它導致它功能失常的。現在研究人員的目標是對這一鈉鉀泵進行更詳細的描述，從而更深入地了解它的功能以及對于健康及疾病的影響。