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离子通道是一种能够调节细胞膜两侧离子流的融合蛋白，它是神经、肌肉和其它组织细胞膜兴奋的基础，也是生物电活动的基础。钾离子通道是迄今为止类型最多的一类离子通道，它们广泛地分布于骨骼肌、神经、心脏、血管、气管、胃肠道、血液、内分泌和腺体等细胞。KCNQ基因编码的钾离子通道家族是电压门控钾离子通道的一个重要分支，在心脏中大量表达，在内耳也有分布。KCNQ1及其辅助亚基minK形成的KCNQ1／minK复合体能够产生延迟外向整流钾电流IKS，该电流帮助终结心肌细胞中的动作电位，KCNQ1基因若发生突变，就会引起该通道的功能紊乱，从而引起心脏长QT综合征，即LQTS，最终导致严重的心律不齐，室颤甚至心脏休克。目前发现许多疾病与KCNQ基因突变或其编码的钾离子通道功能失调有关，鉴于这些原因，弄清楚KCNQ1通道的相关特性，无论对于离子通道学，还是临床医学都会具有很大的贡献。本文在HEK293细胞上研究了KCNQ1突变基因L191P导致LQT1的机制。在KCNQ1基因中有超过100种突变是引发1型LQTS（LQT1）的主要原因，有报道发现，位于1 91位点的亮氨酸突变L1 91 P能够直接引发LQT1，该突变点位于KCNQ1基因的S2-S3连接区域，大约有16％的LQTS突变点位于该区域中。在电生理实验结果中，我们发现L1 91 P／minK产生的电流远远小于正常的WT／minK的电流，电流-电压（IV）曲线中显示L191 P／minK的电流减少到WT／minK的电流的一半以下，但是电导-电压（GV）曲线中显示没有明显的变化。在免疫荧光成像结果中，我们却发现L191 P使得正常的KCNQ1蛋白上膜量大大降低，因此推断该突变通道因上膜量剧烈变化使得心肌钾电流IKs大大减小，从而影响动作电位复极化，导致LQTS的产生。为了更进一步了解这种上膜量的变化原因，我们将这个点的氨基酸残基Leu突变成疏水性不同的氨基酸（Phe＞Leu＞Val＞Trp＞Ala＞Pro＞Lys＞Asp），发现这些突变随着其疏水性的减弱，其上膜能力也逐渐减弱。通过建立E（?）M模型，我们归纳出这一规律遵循的波尔兹曼公式，应用于因能量变化而改变膜蛋白上膜效率的情况。同时，通过建立二项式分布模型，我们解释了dominant-negative效应的存在是LQT1表型存在的本质。本文还在非洲爪蟾Xenopus laevis卵母细胞上研究了乙醇（酒精）阻断KCNQ1通道的机制。乙醇对人体具有广泛的药理学影响，研究者们知道乙醇对脑、心脏和肝脏等的功能会产生不良影响，但不了解它起作用的机制。我们通过双电极电压钳检测，结果表明乙醇能够特异性阻断IKs电流，与其类似的其它直链烷醇亦能够阻断该通道，而且烷醇链长越长，相同浓度下阻断能力越强。这种阻断效果不仅具有电压依赖性，还同时兼具关闭态阻断和开放态阻断的特点，说明酒精阻断KCNQ1通道的作用位点可能既存在于细胞外，也存在于细胞内。通过突变扫描比对，我们还发现KCNQ1上氨基酸Ile257在酒精等烷醇对KCNQ1通道的阻断过程中起着重要的作用。我们还借助MedLab生物信号采集处理系统，连续测量注射不同浓度乙醇的小鼠心电图，结果表明一定浓度下乙醇（较低或者很高浓度）能够阻断心肌钾离子通道，从而延迟动作电位的复极化，进而延缓心率；而某一特定浓度下的乙醇（较高安全浓度）能够刺激心肌钾离子通道的开放，从而加速动作电位的复极化，进而加速心率。我们利用了“口袋”模型进一步阐明烷醇和KCNQ1通道相互作用机制，这对以KCNQ1通道为靶点的药物研究有着重要意义。