Schwarz J R, Ulbricht W, Wagner H H
J Physiol. 1973 Aug;233(1):167-94. doi: 10.1113/jphysiol.1973.sp010304.
实验是在非洲爪蟾的单个郎飞结上进行(电压钳),以及在食用蛙上进行(动作电位)。河豚毒素作用的速率和大小通过钠内向电流(非洲爪蟾)或动作电位最大上升速率V(A)(食用蛙)的可逆降低来确定。
假设毒素分子与非洲爪蟾膜的钠通道之间存在一对一反应,在室温下平衡解离常数K = 3.60 nM,河豚毒素平衡阻断的结果能得到很好的拟合。V(A)与未被阻断的钠通道分数并非线性相关,在食用蛙运动纤维中平均需要10.9 nM河豚毒素才能将V(A)降低到50%;在感觉纤维中较低浓度就足够了。
河豚毒素对非洲爪蟾结的作用起始和消退可以通过河豚毒素与通道反应的速率进行定量解释。在室温下用3.1和15.5 nM河豚毒素进行的实验得到结合速率常数k(1)为2.94×10⁶M⁻¹秒⁻¹,解离速率常数k(2)为1.42×10⁻²秒⁻¹。在这些实验中,平衡解离常数K为3.31 nM。如果仅根据两种河豚毒素浓度下的起始情况来确定,计算得出k(1) = 3.25×10⁶M⁻¹秒⁻¹,K = k(2)/k(1) = 4.08 nM。
在食用蛙纤维中,使用中间河豚毒素浓度的平衡效应进行校准,评估了15.5和31 nM河豚毒素对V(A)降低的起始和消退情况。室温下的平均结果为k(1) = 4×10⁶M⁻¹秒⁻¹,k(2) = 1.4×10⁻²秒⁻¹,K = 3.4 nM。
当突然施加河豚毒素时,V(A)开始下降的潜伏期非常短,这证明毒素能够迅速作用于膜。
非洲爪蟾实验中k(1)、k(2)和K的温度依赖性可以用阿伦尼乌斯图来描述,分别得出活化能E(a)为9.8、20.5和7.0千卡/摩尔,对应于12至22摄氏度之间的Q(10)值分别为1.82、3.42和1.53。仅根据起始情况确定的k(1),得到E(a) = 13.7千卡/摩尔(Q(10) = 2.25)。虽然在食用蛙中无法直接确定速率常数的温度依赖性,但k(2)的Q(10)一定在3.7左右。结果表明,毒素对非洲爪蟾和食用蛙结膜的作用速率受河豚毒素 - 钠位点反应的限制。