电压门控钠离子通道（Voltage-gated Sodium Channel, VGSC）是形成动作电位的核心蛋白构件，在细胞的电兴奋产生和律动中起着主角作用。VGSC的功能调控不仅受制于胞内外各内源性调节因子的动态平衡调控，同时也是众多外源性天然或人工合成化学产物作用的作用靶器。大多临床抗癫和局麻药、杀虫剂以及天然生物神经毒素等均以阻断或调制靶通道对离子的通透性和门控动力学性质的方式异化通道结构与功能的平衡，导致临床病理事件的产生或生理机能的缓解恢复。本论文借助电生理学和分子生物学手段，从VGSC的内源性磷酸化调控和外源性神经毒素功能调制两方面，研究了（1）PKA磷酸化对VGSC结构与功能调控；（2）特异性位点4调制剂对异源表达VGSC亚型选择性、药理敏感性、门控特征的靶点微结构域互动解析。第一部分：PKA介导的磷酸化被证实参与VGSC活性的调控，其调控模式随钠通道亚型、组织分布、膜电位、细胞内外微环境迥然有异，共同演绎VGSC主导或参与的多种神经信息编码、整合、传导等生理与药理功能。本研究发现PKA磷酸化可抑制VGSC峰钠电流，但并不影响通道的门控性质。PKA磷酸化可使加剧10nM BmKAS对VGSC失活电压依赖性的调制，却相对抑制低浓度1nM和高浓度100nM BmK AS的失活调制幅度；VGSC预磷酸化后再给予BmK AS，相对VGSC磷酸化前BmK AS的调制作用方向发生逆转，往去极化方向移动。可见，BmKAS对VGSC的失活调制随磷酸化反应的激活顺序前后有别，反之亦然；磷酸化反应消除了BmK AS对VGSC的U型量效关系，其最大作用浓度从1nM变动到了10nM；同时，磷酸化使VGSC对100nM BmKAS的调制变得不敏感，提示磷酸化稳定了这部分VGSC的构象。PKA磷酸化位点与BmKAS与VGSC相互作用位点空间定位临近，可能互为联动影响。本部分工作从分子间相互作用水平解释了内源性微环境因素对VGSC结构功能的影响，为VGSC介导的相关病理性反应提供新的视角点。第二部分：BmK IT2被鉴定为一种抗昆虫的松弛型型神经毒素，特异性作用于VGSC受体位点4上。BmK IT2被发现具有抗癫痫和镇痛的活性，但具体机制似乎模棱两可。本工作研究了BmK IT2对四种VGSC亚型的不同选择特性，并确定了BmK IT2在位点4上的结合区域。结果显示：BmK IT2可强烈地将昆虫钠通道DmNav1的电压依赖性激活向超极化方向移动，却对三种哺乳动物中枢型钠通道（Nav1.2α、Nav1.3α和Nav1.6α）作用甚微。将rNav1.2的四个结构域分别用DmNav1的相应部分替换，发现BmK IT2的选择性由DIII决定，而易化激活功能则通过与DII电压感受器S4片段的作用来介导。在DmNav1上的一系列突变实验进一步揭示，DII S4上的Glu896，Leu899和Gly904为BmK IT2的关键敏感性残基，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。本部分研究表明：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。