用肌集钙蛋白传导离子的电导体和方法

1.本技术总体上涉及分子生物学和电子学，特别涉及包括肌集钙(calsequestrin,csq)蛋白的电导体以及通过csq蛋白分子传导离子的方法。


背景技术：

2.电导体通常指允许电流流动的物体。电流可由电子、离子或其组合的流动产生。电子装置可以包括一个或以上电导体，以实现特定功能，例如产生光、产生热、检测信号、发送信号、移动等。在一些应用中，电子装置可以设计成小尺寸，例如芯片、生物医学植入装置。这种电子装置可以基于微米级或纳米级的电导体来制造。
3.蛋白或肽是具有微米级或纳米级大小的天然生物分子，这使蛋白或肽成为产生微观结构或纳米结构的合适材料。csq是一种能够在肌肉的兴奋-收缩耦合中周期性结合和释放钙离子(ca
2
)的蛋白。csq蛋白可聚集成二聚体、四聚体等，并形成带负电的结构以结合ca
2
。因此，期望提供包括csq蛋白的电导体和使用至少两个csq蛋白传导离子的方法。


技术实现要素：

4.根据本技术的一个方面，提供了一种体外电导体。
5.在一些实施例中，csq蛋白分子可以包括利用分子间相互作用形成卷须或网络结构的csq1分子。
6.在一些实施例中，csq蛋白分子可以形成包括csq蛋白二聚体的生物通道结构，所述csq蛋白二聚体包括两个csq分子，其中任意一个为csq1分子或csq2分子。
7.在一些实施例中，csq蛋白二聚体可以包括两个利用分子间相互作用形成生物通道结构的csq1分子。
8.在一些实施例中，csq蛋白二聚体可以包括两个利用分子间相互作用形成生物通道结构的csq2分子。
9.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:1具有至少95％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:1由不含氨基酸1-19的人类csq2蛋白序列组成。
10.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:1具有至少99％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:1由不含氨基酸1-19的人类csq2蛋白序列组成。
11.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:2具有至少95％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:2由不含氨基酸1-19的大鼠csq2蛋白序列组成。
12.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:2具有至少99％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:2由不含氨基酸1-19的大鼠csq2蛋白序列组成。
13.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括一个或以上氨基酸突变，所述一个或以上氨基酸突变可以增强或降低生物通道结构的导电性。
14.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括一个位于全长人类或大鼠csq2蛋白序列中定义的309位氨基酸处的d(asp)到n(asn)的突变。
15.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个包括一个d(asp)到c(cys)的突变，所述d(asp)到c(cys)的突变可以促进生物通道结构与外部构件之间的连接。
16.在一些实施例中，d(asp)到c(cys)的突变位于全长人类或大鼠csq2蛋白序列中定义的348位氨基酸处。
17.在一些实施例中，连接可以包括一个或以上二硫键。
18.在一些实施例中，外部构件可以是另一个csq2二聚体。
19.在一些实施例中，外部构件可以是包括纳米间隙的电子装置。
20.在一些实施例中，体外电导体是离子导体。
21.在一些实施例中，离子导体可以被配置为用于传导阳离子。
22.在一些实施例中，阳离子可以是钙离子。
23.在一些实施例中，体外电导体可以位于具有促进csq2蛋白二聚化的钙离子浓度的介质中。
24.根据本技术的另一方面，提供了一种包括上述体外电导体的电子装置。
25.在一些实施例中，电子装置可以进一步包括包括能够提供或接受阳离子的组合物一种阳离子源或阳离子库。
26.在一些实施例中，电子装置还可以包括将阳离子源或阳离子库与外部环境隔离的封闭结构。
27.在一些实施例中，电子装置可以进一步包括接触或接近生物通道结构的栅电极，所述栅电极被配置为施加足够的电场以诱导电流通过体外电导体。
28.根据本技术的另一方面，提供了一种离子晶体管。所述离子晶体管可以包括上述体外电导体。
29.根据本技术的另一方面，提供了一种将离子从离子源传导到离子池的体外方法。所述方法可以包括提供包括至少两个csq蛋白分子的电导体，并通过电导体将离子传导至离子池。所述csq蛋白分子可以连接以形成卷须、网络结构或生物通道结构。
30.在一些实施例中，csq蛋白分子可以包括利用分子间相互作用形成卷须的csq1分子。
31.在一些实施例中，csq蛋白分子可以形成包括csq蛋白二聚体的生物通道结构。所述csq蛋白二聚体可以包括两个csq分子，其中任意一个为csq1分子或csq2分子。
32.在一些实施例中，csq蛋白二聚体可以包括两个利用分子间相互作用形成所述生物通道结构的csq1分子。
33.在一些实施例中，csq蛋白二聚体可以包括两个利用分子间相互作用形成所述生物通道结构的csq2分子。
34.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:1具有至少95％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:1由不含氨基酸1-19的人类csq2蛋白序列组成。
35.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:1具有至少99％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:1由不含氨基酸1-19的人类csq2蛋白序列组成。
36.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:2具有至少95％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:2由不含氨基酸1-19的大鼠csq2蛋白序列组成。
37.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:2具有至少
99％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:2由不含氨基酸1-19的大鼠csq2蛋白序列组成。
38.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个包括一个或以上氨基酸突变，所述一个或以上氨基酸突变可以增强或降低生物通道结构的导电性。
39.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个包括一个位于全长人类或大鼠csq2蛋白序列中定义的309位氨基酸处的d(asp)到n(asn)的突变。
40.在一些实施例中，csq2蛋白分子中的至少一个可以包括一个d(asp)到c(cys)的突变，所述d(asp)到c(cys)的突变可以促进生物通道结构与外部构件之间的连接。
41.在一些实施例中，d(asp)到c(cys)的突变可以位于全长人类或大鼠csq2蛋白序列中定义的348位氨基酸处。
42.在一些实施例中，连接可以包括一个或以上二硫键。
43.在一些实施例中，外部构件可以是另一个csq2二聚体。
44.在一些实施例中，外部构件可以是包括纳米间隙的电子装置。
45.在一些实施例中，体外电导体可以是离子导体。
46.在一些实施例中，离子导体可以被配置为用于传导阳离子。
47.在一些实施例中，阳离子可以是钙离子。
48.在一些实施例中，体外电导体可以位于具有促进csq2蛋白二聚化的钙离子浓度的介质中。
49.本技术的一部分附加特性可以在以下描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本技术的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本技术的特征可以通过实践或使用下文讨论的详细示例中所述的方法、工具和组合的各个方面来实现和获得。
附图说明
50.本技术将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。应注意的是，附图并非按比例绘制。这些实施例是非限制性的示例性实施例，在这些实施例中，各图中相同的编号表示相似的结构，其中：
51.图1a是根据本技术的一些实施例所示的与钙络合的人类csq2单体的示例性整体结构的示意图；
52.图1b是根据本技术的一些实施例所示的示例性csq2单体的静电势面的示意图；
53.图1c是根据本技术的一些实施例所示的人类csq2二聚体的示例性结构的示意图；
54.图1d和图1e是根据本技术的一些实施例所示的人类csq2二聚体界面处的示例性钙离子键的示意图；
55.图1f和图1g是根据本技术的一些实施例所示的来自人类csq2的2个二聚体的结构域ii、来自大鼠csq2的5个二聚体的结构域ii及其c2对称相关二聚体的示例性结构的比较的示意图；
56.图2a是根据本技术的一些实施例所示的来自人类和大鼠ca
2
结合csq2结构的叠加七个二聚体的示例性结构的比较的示意图；
57.图2b是根据本技术的一些实施例所示的人类csq2单体上带负电残基的示例性分布的示意图；
58.图2c是根据本技术的一些实施例所示的示例性大鼠csq2单体上带负电残基的分布的示意图；
59.图2d是根据本技术的一些实施例所示的示例性大鼠csq2单体的静电势面的示意图；
60.图2e是根据本技术的一些实施例所示的csq2二聚体的n端结构域交换的示意图；
61.图3a是根据本技术的一些实施例所示的csq2二聚体的生物通道结构的示意图；
62.图3b是根据本技术的一些实施例所示的glu136的替代构象和ca
2
在位点f、g、f和g处的配位几何形状的示意图；
63.图3c是根据本技术的一些实施例所示的二聚体界面处的ca
2
及其配位配体的示意图；
64.图4是根据本技术的一些实施例所示的来自不同物种的csq蛋白的氨基酸序列的序列比对结果的示意图；
65.图5a是根据本技术的一些实施例所示的示例性人类csq2二聚体的静电势的剖切视图的示意图；
66.图5b是根据本技术的一些实施例所示的人csq2二聚体的渗透过程的示意图；
67.图5c是根据本技术的一些实施例所示的通道的孔的半径的分析图；
68.图5d和图5e是根据本技术的一些实施例所示的示例性csq2二聚体的通道的静电势的剖切视俯视图和剖切视侧视图的示意图；
69.图6是根据本技术的一些实施例所示的由至少两个csq2二聚体形成的csq2聚合物的示例性结构的示意图；
70.图7a是根据本技术的一些实施例所示的csq2蛋白的d348c突变的位置的示意图；
71.图7b是根据本技术的一些实施例所示的将csq2二聚体连接到装置的纳米间隙中的示例性过程的示意图；
72.图7c是根据本技术的一些实施例所示的示例性装置和与csq2二聚体连接的装置的电导的分析图；
73.图8a是根据本技术的一些实施例所示的与csq2二聚体连接的示例性装置的示意图；
74.图8b是根据本技术的一些实施例所示的与csq2二聚体连接的示例性装置的电导的一组分析图；
75.图9a是根据本技术的一些实施例所示的示例性csq2通道的瓶颈和围绕csq2通道的氨基酸残基的示意图；
76.图9b是根据本技术的一些实施例所示的瓶颈处的ca
2
配位几何形状(位点e)的示意图；
77.图9c是根据本技术的一些实施例所示的与野生型csq2连接的装置的原子力显微镜(afm)图；
78.图9d是根据本技术的一些实施例所示的与csq2d309n突变体连接的装置的afm图；
79.图9e是根据本技术的一些实施例所示的csq2d309n装置的i-t曲线的示意图；
80.图10a是根据本技术的一些实施例所示的csq2wt的液相色谱多角度光散射(lc-mals)测试的结果的分析图；
81.图10b是根据本技术的一些实施例所示的csq2d309n的lc-mals测试结果的分析图；以及
82.图10c是根据本技术的一些实施例所示的csq2wt(黑圈)和csq2d309n(黑点)浊度测定结果的分析图。
具体实施方式
83.提供以下描述是为了使本领域技术人员能够制造和使用本技术，并且在特定应用及其要求的上下文中提供。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所披露的实施例作出各种改变，并且在不偏离本技术的原则和范围的情况下，本技术中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本技术并不限于所描述的实施例，而应该被给予与权利要求一致的最广泛的范围。
84.本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例，并不旨在限制。如本技术使用的单数形式“一”、“一个”及“该”同样可以包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。还应理解，当在本说明书中使用术语“包括”、“包含”、“包含”和/或“包括”时，其规定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或以上其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。
85.在参考附图并考虑以下描述后，本技术的这些和其他特点、特征，操作方法，与结构相关的元件的功能，部件的组合，制造经济性可以变得更加明显，所有这些都构成本说明书的一部分。然而，应当明确地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本技术的范围。应当理解的是，附图并不是按比例绘制的。
86.根据本发明的一个方面，提供了一种包括至少两个肌集钙(csq)蛋白分子的电导体。在一些实施例中，至少两个csq蛋白分子可以连接以形成卷须、网络结构或生物通道结构。所述电导体可以在体外或体内使用。
87.在一些实施例中，电导体可以包括形成包括csq蛋白二聚体的生物通道结构的至少两个csq蛋白分子。所述csq蛋白二聚体可以包括两个csq分子，其中任意一个为csq1分子或csq2分子。例如，csq蛋白二聚体可以包括两个csq1蛋白分子。作为另一个例子，csq蛋白二聚体可以包括两个csq2蛋白分子。作为又一个例子，csq蛋白二聚体可以包括一个csq1蛋白分子和一个csq2蛋白分子。图5a是根据本技术的一些实施例所示的示例性人类csq2蛋白二聚体的静电势的剖切视图的示意图。如图5a所示，csq2蛋白二聚体包括生物通道结构。
88.如本文所用，术语“csq1蛋白”指野生型csq1蛋白或csq1蛋白的突变类型，并指全长形式、成熟形式、csq1蛋白的活性片段和/或衍生自csq1蛋白的蛋白。类似地，如本文所用，术语“csq2蛋白”指野生型csq2蛋白或csq2蛋白的突变类型，并指全长形式、成熟形式、csq2蛋白的活性片段和/或衍生自csq2蛋白的蛋白。
89.在一些实施例中，两个csq蛋白分子可以在面对面模式下形成csq蛋白二聚体。两个csq分子的n端之间可能发生结构域交换，这可能促进两个csq蛋白分子以面对面方式形成csq蛋白二聚体。
90.在一些实施例中，电导体可以包括聚合以形成卷须或网络结构的至少两个csq蛋白分子。如本文所用，术语“卷须”指由csq蛋白聚合物形成的线性结构。例如，卷须可以由至少两个csq1蛋白分子(参见，例如，
t.wagenknecht,c.e.hsieh,b.k.rath,s.fleischer,m.marko,electrontomographyoffrozen-hydratedisolatedtriadjunctions.biophysj83,2491-2501(2002)doi:10.1016/s0006-3495(02)75260-0)或至少两个csq2蛋白分子组成。作为另一示例，卷须或网络结构可以由至少两个csq1蛋白分子和一个或以上csq2蛋白分子形成。作为又一示例，卷须或网络结构可以由至少两个csq2蛋白分子和一个或以上csq1蛋白分子形成。
91.在一些实施例中，至少两个csq蛋白分子可以以背靠背模式和/或并排模式形成卷须或网络结构。例如，在背靠背模式中，至少两个csq蛋白分子(例如，至少两个csq1蛋白分子)的c端周围的螺旋可以相互作用，这可以促进至少两个csq蛋白分子形成卷须结构。作为另一示例，在并排模式下，csq蛋白分子(例如，csq2蛋白分子)的结构域ii和/或结构域iii可以与其他csq蛋白分子的结构域ii和/或结构域iii相互作用。在一些实施例中，至少两个csq蛋白分子可以在背靠背模式和并排模式和/或其他分子间相互作用模式下形成卷须和/或网络结构。
92.在一些实施例中，可以连接至少两个csq蛋白二聚体以形成连续的生物通道结构。例如，csq蛋白二聚体可以与另一个csq蛋白二聚体连接以形成四聚体。作为另一示例，四个csq蛋白二聚体可连接以形成具有如图6所示的连续生物通道结构的八聚体。阳离子如ca
2
可以通过连续的生物通道结构传导。
93.在一些实施例中，至少两个csq分子可以使用分子间相互作用形成生物结构、卷须或网络结构。例如，分子间相互作用可以包括氢键、盐键、静电相互作用、离子诱导偶极力、范德华力、疏水相互作用等，或其任意组合。在一些实施例中，阳离子(例如二价离子)的存在可以促进至少两个csq分子的二聚化或聚合。例如，至少两个野生型csq蛋白分子和/或至少两个csq蛋白突变分子可以在ca
2
、mg
2
、zn
2
、fe
2
、cu
2
等或其任意组合存在下形成生物结构、卷须或网络结构。在一些实施例中，阳离子可以通过生物通道结构、卷须或网络结构传导，这种传导可以使包括至少两个csq蛋白分子的电导体导电。
94.csq蛋白分子能够循环结合和释放阳离子。例如，csq蛋白分子可以在肌肉的兴奋-收缩耦合循环中结合和释放钙离子(ca
2
)。csq蛋白分子在蛋白质表面富含酸性残基(例如天冬氨酸和谷氨酸的酸性残基)，可以作为ca
2
结合配体。在一些实施例中，两个csq单体可以形成二聚体。csq蛋白二聚体的至少两个氨基酸残基(例如，酸残基)可以在蛋白质表面形成生物通道结构(如将在实施例1中所述的)。ca
2
可以通过生物通道结构传导。类似地，ca
2
可以通过卷须或csq蛋白聚合物的网络结构传导。
95.在一些实施例中，至少两个csq蛋白分子可以通过共价键连接以形成生物结构、卷须或网络结构。例如，交联剂可以用于通过与至少两个csq蛋白聚合物的至少两个氨基酸残基反应来连接至少两个csq蛋白分子。示例性交联剂可以包括但不限于3-马来酰亚胺基丙酸、二硫代双琥珀酰亚胺基丙酸、琥珀酰亚胺基对甲酰苯甲酸酯、二琥珀酰亚胺基癸二酸、生物素酰肼等，或其任意组合。
96.在一些实施例中，电导体中的csq蛋白分子可以是人类csq蛋白分子、大鼠csq蛋白分子、鸡csq蛋白分子、狗csq蛋白分子、斑马鱼csq蛋白分子、兔csq蛋白分子、牛csq蛋白分子、大熊猫csq蛋白分子、猪csq蛋白分子，或类似物，或其任意组合。
97.在一些实施例中，电导体中的csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:
1具有至少95％、96％、97％、98％或99％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:1由不含氨基酸1-19的人类csq2蛋白序列组成。氨基酸1-19形成人类csq2蛋白分子的信号肽。在一些实施例中，电导体中的csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:1具有至少70％、75％、78％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％或94％相似度的氨基酸序列。
98.在一些实施例中，电导体中的csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:2具有至少95％、96％、97％、98％或99％相似度的氨基酸序列，所述seq id no:2由不含氨基酸1-19的大鼠csq2蛋白序列组成。氨基酸1-19形成大鼠csq2蛋白分子的信号肽。在一些实施例中，电导体中的csq2蛋白分子中的至少一个可以包括与seq id no:2具有至少70％、75％、78％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％或94％相似度的氨基酸序列。
99.在一些实施例中，可通过改变电导体中包含的csq蛋白分子的数量来调节电导体的导电性。在一些实施例中，可以通过改变csq蛋白分子的组织方式来调节电导体的导电性。例如，电导体可以包括串联连接的至少两个csq蛋白聚合物。作为另一示例，电导体可以包括并联连接的至少两个csq蛋白聚合物。在一些实施例中，可以通过使电导体中的至少一部分csq蛋白分子聚合或解聚来调节电导体的导电性。例如，电导体可以包括包括可能影响电导体中csq蛋白分子的聚合和/或解聚的阳离子的介质。所述阳离子可以包括ca
2
、mg
2
、zn
2
、fe
2
、cu
2
等，或其任意组合。可以通过改变阳离子的浓度来调节电导体的导电性。作为另一示例，可以通过添加可以使电导体中的至少一部分csq蛋白分子聚合或解聚的试剂来改变电导体的导电性。
100.在一些实施例中，电导体中的至少一个csq蛋白分子可以包括一个或以上氨基酸突变，所述氨基酸突变可以增强或降低生物通道结构的导电性。例如，至少一个csq蛋白分子的一个或以上氨基酸可以被一个或以上不同的氨基酸取代(例如，被天冬氨酸和/或谷氨酸取代)。作为另一示例，一个或以上氨基酸可以插入到至少一个csq蛋白分子中。作为又一示例，至少一个csq蛋白分子的一个或以上氨基酸可以被删除。仅作为示例，电导体中的csq2蛋白分子中的至少一个可以包括一个位于全长人类或大鼠csq2蛋白序列中定义的309位氨基酸处的d(天冬氨酸，简称“asp”)到n(天冬酰胺，简称“asn”)的突变，所述突变可能会降低生物通道结构的导电性(如实施例4所述)。在一些实施例中，一个或以上氨基酸突变可以通过使用基因工程技术(例如，定点突变技术、随机突变技术等)使编码csq蛋白的核酸发生突变来实现。
101.在一些实施例中，形成生物通道结构、卷须或网络结构的至少两个csq2蛋白分子可以连接到外部构件。在一些实施例中，外部构件可以为另一csq2蛋白二聚体或聚合物。在一些实施例中，外部构件可以是电子装置或其一部分。例如，形成生物通道结构、卷须或网络结构的至少两个csq2蛋白分子可以连接到或固定在电子装置的纳米间隙或微间隙中。在一些实施例中，可以通过一个或以上二硫键、肽键、酯键等或其任意组合实现至少两个csq2蛋白分子与外部构件的连接。
102.在一些实施例中，电导体中的csq2蛋白分子中的至少一个可以包括有助于将生物通道结构、卷须或网络结构连接到外部构件的突变。例如，突变可能包括d(asp)到c(半胱氨
酸，简称“cys”)的突变。仅作为示例，d(asp)到c(cys)的突变可以发生在全长人类或大鼠csq2蛋白序列中定义的348位氨基酸处(如实施例3中所述)。
103.在一些实施例中，电导体可以是离子导体。所述离子导体可以配置为用于传导阳离子。例如，离子导体可以配置为传导阳离子，例如ca
2
、mg
2
、zn
2
、fe
2
、cu
2
等，或其任意组合。在一些实施例中，离子导体可以配置为将阳离子从离子源传导到离子池。所述离子源可以包括能够提供离子的组合物。所述离子池可以包括能够接受离子的组合物。仅作为示例，离子导体两端的两部分可以分别浸入含有ca
2
的第一介质和第二介质中。所述离子导体可配置为在第一介质和第二介质之间转移ca
2
。
104.在一些实施例中，电导体可以部署在具有促进csq蛋白二聚和/或聚合的ca
2
浓度的介质中。例如，促进csq2蛋白二聚化的ca
2
浓度可以为1mol/l至1mmol/l等。当所述电导体部署在介质中时，所述电导体中的至少两个csq2蛋白分子可以形成一个或以上二聚体或聚合物。在一些实施例中，可以通过改变介质中的ca
2
浓度来调节电导体的导电性。例如，ca
2
浓度可以从促进csq蛋白二聚化和/或聚合的值改变为促进csq蛋白去二聚化和/或解聚的值。
105.在一些实施例中，包括至少两个csq蛋白分子的电导体可以以各种形状和尺寸制造。例如，电导体可以是球体、半球体、圆柱体、立方体、圆环、管、倾斜棱柱体、四面体、五面体、六面体、不规则形状等。在一些实施例中，电导体的长度可以是6纳米(nm)、12nm、24nm、240nm、3μm、30μm、300μm、600μm、3mm、12mm等。在一些实施例中，电导体的直径或宽度可以是6nm，12nm，24nm，240nm，3μm，30μm，300μm，600μm，3mm，12mm等。
106.在一些实施例中，电导体可以是纳米线，所述纳米线包括由至少两个csq蛋白分子形成的一个或以上卷须。所述纳米线可以配置为用于将电导体与另一电导体连接。
107.在一些实施例中，电导体可以包括一层或以上膜(也称为一层或以上“csq蛋白膜”)，所述膜包括至少两个csq蛋白分子。在一些实施例中，电导体还可以包括由诸如金属、玻璃、塑料、陶瓷、合金等材料或其任意组合制成的衬底。可以使用成膜技术在衬底上形成一层或以上csq蛋白膜。成膜技术可以包括但不限于滴注、旋转浇铸、刮片、喷涂、印刷、电子纺丝等，或其任意组合。作为另一示例，可以单独制造一层或以上csq蛋白膜，然后使用粘合剂将其粘附到基板上。粘合剂可配置为通过诸如共价力、离子力、静电力等相互作用或其任意组合来增强一个或以上csq蛋白膜与衬底的结合。
108.根据本技术的另一方面，提供了一种电子装置。所述电子装置可以包括电导体，所述电导体包括形成生物通道结构、卷须或网络结构的至少两个csq蛋白分子。
109.在一些实施例中，电子装置可以以微米级或纳米级尺寸制造。所述电子装置可以在体外或体内使用。例如，所述电子装置可以用于生物系统中。仅作为示例，生物系统可以包括细胞(例如，心肌细胞)、组织(例如，肿瘤)、器官(例如，肾脏或肝脏)、活体(例如，动物体或人体)等。在一些实施例中，生物系统中使用的电子装置可以配置为识别和破坏癌细胞、消除血管中形成的血栓、杀死寄生虫、去除肾结石、将药物输送到目标位置等，或其任意组合。在一些实施例中，电子装置可以在体外用于操纵分子和/或原子。
110.在一些实施例中，电子装置可以包括阳离子源和/或阳离子池。所述阳离子源可以包括能够提供阳离子的组合物。仅作为示例，所述能够提供阳离子的组合物可以包括含有二价离子(例如ca
2
)的气体、液体或固体。例如，离子源可以包括含有ca
2
的溶液。所述阳离
子池可以包括能够接受阳离子的组合物。例如，所述能够接受阳离子的组合物可以包括含有至少两个酸基或负电荷的气体、液体或固体。在一些实施例中，电子装置可以配置为感测或引入阳离子通量，例如ca
2
通量。例如，可以在心肌细胞中使用所述电子装置来确定心肌细胞中的ca
2
调节和/或心肌的心脏兴奋-收缩耦合中是否存在紊乱。作为另一示例，所述电子装置可以用于治疗心肌细胞中ca
2
调节和/或心肌的心脏兴奋-收缩耦合中的紊乱。
111.在一些实施例中，电子装置可以包括与生物通道结构、卷须或网络结构接触或接近的栅电极。所述栅电极可以被配置为施加足够的电场以诱导电流通过电导体。所述栅电极可以由导电材料制成，比如金属(例如金、银、锂)、合金(例如铜合金、铝合金)、金属氧化物、石墨烯、导电纤维等，或其任意组合。在一些实施例中，可以通过改变施加到电子装置的电场强度来调节电子装置的电流大小和/或传导阳离子的能力。
112.在一些实施例中，电子装置可以包括将阳离子源或阳离子池与外部环境隔离的封闭结构。例如，所述封闭结构可以由非导电材料制成，例如玻璃、陶瓷、塑料、橡胶等，或其任意组合。所述封闭结构还可以被配置为保护阳离子源和/或阳离子池。
113.根据本技术的又一方面，提供了一种离子晶体管。所述离子晶体管可以包括包括形成生物通道结构、卷须或网络结构的至少两个csq蛋白分子的电导体。在一些实施例中，离子晶体管可进一步包括离子源、离子池和栅电极，所述栅电极可以向生物通道结构、卷须或由至少两个csq蛋白分子形成的网络结构施加正电场或负电场。
114.在一些实施例中，离子晶体管可以以各种形式实现，例如，作为开关和/或放大器。所述开关可以被配置为启动以允许离子电流流过离子晶体管，或停止离子电流流过离子晶体管。所述放大器可以被配置为放大电流和/或电信号。
115.根据本技术的又一方面，提供了一种将离子从离子源传导到离子池的方法。所述方法可以包括提供包括连接以形成卷须、网络结构或生物通道结构的至少两个csq蛋白分子的电导体。所述方法还可以包括通过电导体将离子从离子源传导到离子池。可以向电导体施加电场以促进离子的传导。在一些实施例中，可通过改变电场强度、csq蛋白分子的数量、csq蛋白分子的组织方式、阳离子(例如ca
2
、mg
2
、zn
2
、fe
2
、和/或cu
2
)的浓度等或其任意组合来调节电导体的离子导电性。关于电导体的细节可以在本技术的其他地方找到，这里不再重复。
116.根据以下实施例进一步描述本技术，这些实施例不应被解释为限制本技术的范围。实施例方法csq2的克隆、表达和纯化
117.根据制造商(qiagen)的说明，使用rneasy微型试剂盒，用大鼠左心室进行rna分离。使用上标试剂盒(thermofisher)转录总rna，并用于全长csq2扩增。将编码大鼠csq2的氨基酸20-413的cdna(不含信号肽)扩增并引入带有n端his标签的pet-28a载体(novagen)。
118.合成不含编码人类csq2的氨基酸1-19(形成信号肽)序列的cdna，并将其亚克隆到pet-28a载体中。使用含有不含信号肽的野生型人类csq2的质粒，通过定点突变方案引入突变。
119.对csq2进行过表达和纯化。用构建的质粒转染大肠杆菌(de3rosetta)并在37℃下
培养，直到在600nm处测得的光密度(od)达到0.6。通过添加0.5mm异丙基β-d-硫代半乳糖苷(iptg)诱导蛋白表达，并在18℃下继续培养20小时。通过离心获得的细胞颗粒重新悬浮，并在缓冲液a中的冰上进行超声处理。缓冲液a含有(单位：mm)20tris-hclph7.5，500nacl。在室温下，使用ni
2
亲和色谱法(histraphp，gehealthcare)、离子交换色谱法(hitrapqff，gehealthcare)和尺寸排除色谱法(hiload16/600superdex200，gehealthcare)纯化表达的蛋白。ni
2
亲和色谱的洗脱缓冲液为补充有500mm咪唑的缓冲液a。使用缓冲液q(20mmtris-hclph7.5，5％甘油)将洗脱的蛋白稀释五次，并装入hitrapqff柱。蛋白用梯度缓冲液a洗脱，混合并使用凝血酶(gehealthcare)消化，以在尺寸排除色谱前去除his标记，其中洗脱缓冲液在用于不同分析的样品中不同。对于结晶，洗脱缓冲液为缓冲液a。为了对使用纳米间隙的石墨烯装置进行电导测量，二聚体形式的蛋白用补充有1mm cacl2的缓冲液s(20mmtris-hclph7.5，300mmkcl)洗脱。对于其他分析(多角度光散射、分析超速离心和浊度分析)，使用缓冲液s。使用10千道尔顿(kda)浓缩器(amiconultra，millipore)将纯化蛋白浓缩至50mg/ml。浓缩后的蛋白在使用前被等分、快速冷冻并储存在-80℃下。结晶、数据收集和结构测定
120.根据悬滴蒸汽扩散法(24孔悬滴板，xtalquest)，在16℃下，使用1.5l蛋白溶液(25mg/ml)和1.5l含有100mm二甲酰钠(ph6.0)、25％(体积/体积)2-甲基-2,4-戊二醛(mpd)和40mm乳酸钙的贮存液获得人类csq2晶体。两天内出现小针状晶体。经过几轮棒播后，晶体生长到大约50
×
50
×
400μm。使用相同的工艺获得se-metcsq2晶体。收集天然和se-met晶体的衍射数据，并使用ccp4程序套件进行处理(参见，例如，winn,m.d.etal.overviewoftheccp4suiteandcurrentdevelopments.acta.crystallogr.d.biol.crystallo gr.67,235
–
242(2011).doi:10.1107/s0907444910045749)。初始阶段通过使用苯的mr-sad来确定(参见，例如p.d.adamsetal.,phenix:acomprehensivepython-basedsystemformacromolecularstructuresolution.acta.crystallogr.d.biol.crystallogr.66,213
–
221(2010).doi:10.1107/s0907444909052925)。使用phenix进行模型构建。所述模型由coot手动改进(参见，例如，p.emsleyetal.,featuresanddevelopmentofcoot.acta.crystallogr.d.biol.crystallogr.66,486
–
501(2010).doi:10.1107/s0907444910007493)并由phenix细化。使用与人类晶体相同的程序获得大鼠csq2晶体，区别是储层溶液含有200mmmesph6.5，26％peg3000，200mm(c3h5o2)2ca。以人类csq2结构为搜索模型，通过分子置换确定相。原子模型由coot手动构建，并由phenix细化。表1列出了数据收集、阶段划分和细化的统计数据(如实施例1所示)。纳米间隙石墨烯装置的制备与表征
121.采用一种新的虚线光刻(dll)方法制作了具有纳米间隙石墨烯点接触阵列的装置(参见，例如，p.d.adamsetal.,phenix:acomprehensivepython-basedsystemformacromolecularstructuresolution.acta.crystallogr.d.biol.crystallogr.66,213
–
221(2010).doi:10.1107/s0907444909052925)。
122.羧酸活化：首先将n-羟基琥珀酰亚胺(nhs)以约10-2m的浓度溶解在干燥的吡啶中，以获得nhs溶液。然后，将石墨烯装置和1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺(edci)，一种众所周知的碳二亚胺脱水/活化剂，添加到nhs溶液中以形成羧基活性酯，置于黑暗中一天。此后，从nhs溶液中取出装置，用大量氯仿清洗，并在氮气(n2)气流中干燥，以获得羧
酸活化石墨烯装置。
123.连接物形成：羧酸活化石墨烯装置在含有6mm聚(n，n-二乙基丙烯酰胺)(pdea)和20mmn，n-二异丙基乙胺(dipea)的氯仿溶液中浸泡并置于黑暗中一天。从氯仿溶液中取出所述装置，用大量氯仿清洗，然后在n2气流中干燥。
124.石墨烯电极保护：tritonx-100聚合物涂层用于防止蛋白在碳电极表面的非特异性结合(例如，参见，m.shim,n.w.shikam,r.j.chen,y.li,h.dai,functionalizationofcarbonnanotubesforbiocompatibilityandbiomolecularrecognition.nanoletters2,285-288(2002)doi:10.1021/nl015692j)。将0.1wt％tritonx-100水溶液滴在装置表面并经过4h。然后用去离子水冲洗装置表面，并在n2气流中干燥。蛋白在纳米间隙石墨烯装置上的固定化及数据采集
125.将所形成的装置浸入储存缓冲液中的csq2蛋白溶液(1mg/ml)中4h(4c)，以将csq2二聚体连接到单分子连接(smjs)中。4h后，去除蛋白溶液。冲洗纳米间隙石墨烯装置并将其储存在测试缓冲液中。试验缓冲液含有20mm4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸(hepes)、125mmkcl和1mm cacl2)，并且试验缓冲液的ph值为7.2。
126.使用agilent4155c半导体表征系统和karlsuss(pm5)手动探针站在环境大气中测量与csq2蛋白二聚体连接的合成naogap石墨烯装置和原始naogap石墨烯装置的电导。多角度光散射
127.采用大小排阻色谱法和多角度光散射法测定蛋白分子量。将csq2野生型或csq2d309n突变蛋白(100l，1mg/ml)加载到superdex20010/300gl柱(gehealthcare)中，并以0.5ml/min的流速用洗脱缓冲液(20mmtris-hclph7.5，300mmkcl，0.03％nan3，含或不含1mm cacl2)洗脱。蛋白质洗脱液通过纯色谱系统(gehealthcare)的紫外线(uv)检测器和多角度激光光散射检测器(minidown，wyatttech)。在室温下进行多角度光散射实验。使用随多角度激光光散射检测器提供的astra6.1软件收集和分析散射数据。使用zimm拟合模型确定相对重量平均分子质量进行数据分析，并使用zimm图外推至零角进行估算。浊度测定
128.在分析缓冲液(ph7.5，20mmhepes，150mmkcl)中将csq2蛋白稀释至0.5mg/ml。将含有0mm、6mm、20mm、60mm和200mm的钙储备溶液分别添加到96孔透明板中的csq2蛋白溶液中，使混合物的最终钙浓度分别为0mm、0.3mm、1mm、3mm和10mm，每个浓度重复3次。摇动2分钟后，使用biotekcytation5(biotek)测量350nm处的吸光度。这些程序均在室温下进行。实施例1以连续方式结合在csq2二聚体界面上的钙离子
129.人类csq2蛋白和大鼠csq2蛋白的晶体结构在具有较高浓度的ca
2
的储层溶液中(人类csq2为40mm ca
2
，大鼠csq2为200mm ca
2
)被确定为和在人类csq2晶体的一个不对称单元中鉴定出四个单体，而在大鼠csq2晶体中鉴定出十个单体。表1.csq2数据收集和细化统计
每个结构数据来源于单晶衍射。最外层分辨率的值显示在括号中。
130.图1a-1g和图2a-2e是使用pymol生成的。图2a是根据本技术的一些实施例所示的来自人类和大鼠ca
2
结合csq2结构的叠加七个二聚体的示例性结构的比较的示意图。这14个单体的结构差异很小，每两个单体之间的rmsd约为(如图2a所示)。
131.分析了ca
2
结合csq2蛋白的结构。图1a是根据本技术的一些实施例所示的与钙络合的人类csq2单体的示例性总体结构的示意图。每个单体由三个硫氧还蛋白样结构域组成，所述结构域的柔性c端在图1a所示的结构中未被识别。图中显示了csq2单体的三个硫氧还蛋白结构域、n端区域和c端区域，钙离子显示为彩色球体。对ca
2
所有位置的分析表明，多达34个ca
2
可以与一个csq2单体结合。在结构中确定的结合ca
2
的离子数量与此前报道的ca
2
结合能力一致。
132.图2b是根据本技术的一些实施例所示的人类csq2单体上带负电残基的示例性分布的示意图。图2c是根据本技术的一些实施例所示的示例性大鼠csq2单体上带负电残基的分布的示意图。从图2b和图2c可以看出，csq2在作为ca
2
结合配体的蛋白表面的酸性残基(asp和glu)中含量丰富。
133.图1b是根据本技术的一些实施例所示的示例性csq2单体的静电势面的示意图。图2d是根据本技术的一些实施例所示的示例性大鼠csq2单体的静电势面的示意图。如图1b和图2d所示，酸性残基沿着单体的一侧在蛋白表面上形成带负电的凹槽。
134.图2e是根据本技术的一些实施例所示的csq2二聚体的n端结构域交换的示意图。局部c2测频轴如图2e所示。在图2e的右面板中，单体a的表面被示出，单体b的结构被示为带状。如图2e所示，csq2蛋白通过在二聚体界面凹槽中ca
2
的桥接以面对面的方式借助n-端交换进行二聚。
135.图1c是根据本技术的一些实施例所示的人类csq2二聚体的示例性结构的示意图。形成二聚体的两个csq2单体以不同颜色的色带表示。图1c中左侧的csq2单体称为单体a，图1c中右侧的csq2单体称为单体b。游离ca
2
用相对浅色标记的球体表示。二聚体界面上的ca
2
用相对较暗的颜色标记。结合在二聚体界面上的ca
2
占总结合ca
2
的56-60％。
136.图1d和图1e是根据本技术的一些实施例所示的人类csq2二聚体界面处的示例性钙离子键的示意图。asp349的主链和其他配位残基的侧链以“代表来自单体b的残基”表示。人类csq2的界面处的ca
2
的2fo-fc电子密度图的轮廓为1.2。如图1d和图1e所示，结合在二聚体界面上的ca
2
在单体b中表示为a到h，在单体a中表示为a到h。图1e中也展示出了ca
2
之间的距离。如图1d所示，二聚体界面处的ca
2
密度沿凹槽连续。
137.图3a是根据本技术的一些实施例所示的csq2二聚体的生物通道结构的示意图。图3b是根据本技术的一些实施例所示的glu136的替代构象和ca
2
在位点f、g、f和g处的配位几
何形状的示意图。图3c是根据本技术的一些实施例所示的二聚体界面处的ca
2
及其配位配体的示意图。来自人类和大鼠csq2的所有7个二聚体及其7个c2对称相关二聚体根据单体a的结构域ii重叠。由于csq2二聚体的局部c2对称轴(如图3a所示)，二聚体界面上的一半ca
2
可以叠加，并与另一半相关(如图1d所示)。如图1e所示，ca
2
用字母a至h和a至h标记。二聚体界面上的ca
2
彼此相邻。ca
2
之间的距离为至如图1d所示，某些位置的ca
2
密集到甚至会重叠。
138.图1f和图1g是根据本技术的一些实施例所示的来自人类csq2的2个二聚体的结构域ii、来自大鼠csq2的5个二聚体的结构域ii及其c2对称相关二聚体的示例性结构的比较的示意图。如图1g所示，所有叠加二聚体界面处ca
2
的配位配体显示为棒状。通过将所有7个二聚体和7个c2对称相关二聚体叠加在一起，发现每个位点的ca
2
位置(如图1g和图3c所示)随ca
2
结合残基的细微移动而变化(如图1f所示)。由酸性残基和水的侧链提供的配位配体的数量在4到7之间(参见，例如，表1)。配位几何结构表明，一些ca
2
以低亲和力结合，尤其是在位点“g”、“g”、“h”和“h”处的ca
2
(如图1f所示)。除了配位残基在不同二聚体中的移动外，在g/g位点结合到ca
2
的asp136显示出侧链的替代确认(如图1g和图3b所示)，表明残基在促进ca
2
结合方面的灵活性。
139.图4是根据本技术的一些实施例所示的来自不同物种的csq蛋白的氨基酸序列的序列比对结果的示意图。csq的种类显示在对齐序列的左侧。对以下氨基酸序列进行了比较：来自人类的csq2蛋白的氨基酸序列(seq id no:3，标记为“human2”)、来自大鼠的csq2蛋白的氨基酸序列(seq id no:4，标记为“rat2”)、来自兔子的csq2蛋白的氨基酸序列(seq id no:5，标记为“rabbit2”)、来自狗的csq2蛋白的氨基酸序列(seq id no:6，标记为“dog2”)、来自人类的csq1蛋白的氨基酸序列(seq id no:7，标记为“human1”)、来自大鼠的csq1蛋白的氨基酸序列(seq id no:8，标记为“rat1”)、来自兔子的csq1蛋白的氨基酸序列(seq id no:9，标记为“rabbit1”)。人类csq2的二级结构元件显示在氨基酸序列上方。不变的氨基酸用深色背景，保留的氨基酸在方框里。ca
2
配位残基用黑点表示。从图4可以看出，大鼠csq2由108个带负电荷的残基(asp和glu)组成，占所有残基的27.4％。这些asp和glu位于蛋白表面，使蛋白表面带高负电荷而适合钙结合(如图1b和图2d所示)。图1a-1g和图2a-2e中未示出的csq2的c端是柔性的，所述c端共包含38个残基，其中35个残基带负电荷，所述35个带负电荷的残基占带负电荷残基总量的32.4％对于其他带负电荷的残基，36个残基(46.1％)与ca
2
配位，这其中有13个残基(37.1％)位于二聚体界面。实施例2穿过二聚体界面的十字形通道
140.图5a是根据本技术的一些实施例所示的示例性人类csq2二聚体的静电势的剖切视图的示意图。图5b是根据本技术的一些实施例所示的人类csq2二聚体的渗透过程的示意图。人类csq2二聚体的渗透通过由hole决定(参见，例如，o.s.smart,j.g.neduvelil,x.wang,b.a.wallace,m.s.sansom,hole:aprogramfortheanalysisoftheporedimensionsofionchannelstructuralmodels.j.mol.graph.14,354
–
360(1996).doi:10.1016/s0263-7855(97)00009-x)，并用灰点表示。如图5a和图5b所示，二聚体显示出穿过二聚体界面的通道。来自两个单体的螺旋4、5和10(如图4所示)有助于带负电荷的残基(如图1d所示)形成通道(如图5a所示)。
141.图5c是根据本技术的一些实施例所示的通道的孔半径的分析图。使用可视分子动
力学(vmd)生成由hole(例如，图5b和图5c的上面板)确定的渗透通道图。如图5c所示，通道长度约为有2个宽口和4个狭窄区域。通道的最小半径为位于ca
2
位点e(如图5c和图1d所示)周围的asp147侧链处，这可能允许ca
2
以单一方式渗透。ca
2
位点d处的通道半径为与asp309、asp140、glu143和asp275配位(如图1d所示)。这些位点周围通道的小半径意味着csq2蛋白的关键残基在ca
2
结合中的关键作用。
142.图5d和图5e是根据本技术的一些实施例所示的示例性csq2二聚体的通道的静电势的剖切俯视图和剖切侧视图的示意图。如图5d和图5e所示，与经典离子通道不同，通道不对称、形状不规则。如图5e所示，通道中总共有14个ca
2
粘附在负残基上，而不是通道中心。
143.图6是根据本技术的一些实施例所示的由至少两个csq2二聚体形成的csq2聚合物的示例性结构的示意图。如图6所示，至少两个csq2二聚体(例如，二聚体1、2、3和4)被组织到晶格中的csq2聚合物中。csq2二聚体的ca
2
通道相互连接，在csq2聚合物中形成了一个长而连续的ca
2
通道。使用caver软件获得了贯穿csq2聚合物的连续ca
2
通道，显示为灰点。实施例3csq2二聚体在体外的电导
144.为了检测csq2二聚体的电导，采用了单分子电学方法。图7a是根据本技术的一些实施例所示的csq2蛋白的d348c突变的位置的示意图。通道口的asp348突变为cys。由于通道是c2对称相关的，将人类csq2的第348位氨基酸从asp突变为cys可以在通道的两个口处产生2个巯基，所述两个巯基可以通过二硫键将csq2二聚体(尺寸为6*6*6nm)连接到装置的纳米间隙(宽度为8-10nm)。图8a是根据本技术的一些实施例所示的与csq2二聚体连接的示例性装置的示意图。所述csq2二聚体(展示为带状结构)与改性石墨烯点接触连接。石墨烯点接触部署在硅衬底上并与金电极连接。图7b是根据本技术的一些实施例所示的将csq2二聚体连接到装置的纳米间隙中的示例性过程的示意图。将csq2二聚体连接到装置的过程通常包括5个阶段。第一阶段，制作一个具有宽度为8-10nm的纳米间隙的装置。如图7b所示，石墨烯点接触连接到两侧的羧基。第2阶段，用吡啶、n-羟基琥珀酰亚胺(nhs)和1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺(edci)对所述装置进行处理。第3阶段，将所述装置浸入含有pdea和dipea的chcl3溶液中。第4阶段，在所述装置上添加tritonx-100聚合物涂层，以保护电极。第5阶段，将所述装置浸入含有csq2d348c蛋白突变体的缓冲液中，以将csq2二聚体连接至所述装置。与csq2二聚体连接的所述装置也称为csq2装置。图7c是根据本技术的一些实施例所示的示例性装置和与csq2二聚体连接的装置的电导的分析图。如图7c所示，固相电导相对于单独装置的增加验证了csq2装置的成功建立。
145.在测试缓冲液中对所述装置进行了与时间相关的电测量。图8b是根据本技术的一些实施例所示的与csq2二聚体连接的示例性装置的电导的一组分析图。在含有1mm ca
2
和1.2mmmg
2
的溶液中，测量了所述装置在有csq2和没有csq2时，不同偏置电压下的电流-时间(i
–
t)关系。图8b的(a)部分是带有或不带有csq2的装置的i
–
t曲线。记录i
–
t曲线时，为了电化学平衡，保持时间为20s。当在源极和漏极电极之间施加25mv的小偏压时，在固定有csq2的装置上观察到严重的电流尖峰(图8b(a)部分)。结果电流计数直方图(图8b(b)部分)显示以15pa为中心的高斯分布。相反，在没有csq2二聚体的完全切割smj中，在相同的测量条件下，电流约为零(图8b(a)部分)，表明电流取决于csq2的存在。进一步测试电流是否需要csq2二聚化。另一个试验缓冲液中的ca
2
浓度为100nm，这导致csq2二聚体分解为单体。在
±
25和
±
50mv的偏置电压下，有csq2固定的smjs的电流-电压(i
–
v)关系如图8b(c)部分所示。有csq2固定的smjs中的电流几乎为零(图8b(c)部分橙色线)，这与在没有csq2二聚体的smjs中观察到的电流相似。这些结果表明电流完全由csq2二聚体介导。实施例4通道形成和钙配位残基asp309的突变在体外和体内中止了钙通道
146.为了进一步证实csq2的ca
2
通道，将关键残基asp309突变为asn。图9a是根据本技术的一些实施例所示的示例性csq2通道的瓶颈和围绕csq2通道的氨基酸残基的示意图。通道周围的残留物被描绘成球体。asp140、asp275、ser277、水溶性lys195和asp309形成了通道的狭窄区域，asp309的侧链控制了从e位点的瓶颈到通道交叉中心的ca
2
运输。
147.图9b是根据本技术的一些实施例所示的瓶颈处的ca
2
配位几何形状(位点e)的示意图。贡献残基和儿茶酚胺能多态性室性心动过速2(cpvt2)引起残基(asp307和pro308)在图9b中显示为棒状物。协调水显示为球体。asp309、asp140和asp275的侧链在e位点处以双锥构型与ca
2
配位。asp307、pro308和asp309形成一个3-10螺旋，这是一个cpvt突变热点。
148.图10a是根据本技术的一些实施例所示的csq2wt的液相色谱多角度光散射(lc-mals)测试的结果的分析图。图10b是根据本技术的一些实施例所示的csq2d309n的lc-mals测试结果的分析图。图10a和图10b分别显示了csq2wt和csq2d309n在无钙缓冲液(实线)和含钙缓冲液(虚线)中的尺寸排除色谱洗脱数据。分子量用点表示。图10c是根据本技术的一些实施例所示的csq2wt(黑圈)和csq2d309n(黑点)浊度测定结果的分析图。如图10a、10b和10c所示，d309n突变不会损害ca
2
诱导的csq2蛋白的二聚化和聚合。
149.图9c是根据本技术的一些实施例所示的与野生型csq2连接的装置的原子力显微镜(afm)图。与野生型csq2连接的装置也称为“csq2wt装置”。图9d是根据本技术的一些实施例所示的与csq2d309n突变体连接的装置的afm图。与csq2d309n突变体连接的装置也称为“csq2d309n装置”。csq2wt和csq2d309n与装置的成功连接通过图7c所示的固相i-v试验以及图9c和图9d所示的afm图得到证实。
150.图9e是根据本技术的一些实施例所示的csq2d309n装置的i-t曲线的示意图。如图9e所示，csq2d309n装置在25mv的电压下显示出降低的电流，这表明与野生型csq2相比，ca
2
电导降低。
151.应当注意，上面描述的实施例仅仅是为了说明的目的而提供的，并不用于限制本技术的范围。对于本领域技术人员，可以在本技术的指导下进行多种变化和修改。然而，这些变化和修改不脱离本技术的范围。
152.上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本技术的限制。虽然此处并未明确说明，但本领域的普通技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
153.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。例如“一个实施例”、“一实施例”、和“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特性。因此，应当强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或以上提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或以上实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
154.此外，除非权利要求中明确说明，本技术所述处理元素和序列的顺序、数字字母的
使用、或其他名称的使用，并非用于限定本技术流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本技术实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
155.类似地，应当理解，在本技术实施例的前述描述中，有时在单个实施例、附图或其描述中将各种特征组合在一起，以简化本技术，帮助理解一个或以上各种实施例。然而，本技术的该方法不应被解释为反映所声称的待扫描对象物质需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，权利要求主题的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。