我國科學(xué)家成功解析機(jī)械力敏感離子通道蛋白三維結(jié)構(gòu)

 

        近日，我國科學(xué)家成功解析了機(jī)械力敏感非選擇性陽離子通道蛋白 Piezo 的三維結(jié)構(gòu)，揭示了機(jī)械力感應(yīng)這一類新型離子通道的作用機(jī)制。研究成果于 2015 年 9 月 21 日以長文（Article）形式在國際權(quán)威期刊 Nature 在線發(fā)表，題為 Architecture of the mammalianmechanosensitive Piezo1 channel（哺乳動(dòng)物機(jī)械力敏感 Piezol 通道的三維結(jié)構(gòu)。）。

       文章的共同通訊作者楊茂君教授長期得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目資助（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：31570733, 31170679，31030020，21532004），高寧研究員和肖百龍研究員都曾獲得優(yōu)秀青年科學(xué)基金資助（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)分別為 31422016，31422027）。

       機(jī)械敏感性陽離子通道通過機(jī)械力傳導(dǎo)的過程，在將機(jī)械刺激轉(zhuǎn)化為各種生物活動(dòng)，如觸覺、聽覺和血壓調(diào)控中起著重要的作用。例如，能夠感受機(jī)械力是觸覺系統(tǒng)最為復(fù)雜精細(xì)的感知功能，保證了機(jī)體能夠?qū)Ω鞣N機(jī)械力刺激作出反應(yīng)以維持正常功能乃至存活，而對(duì)機(jī)械力反應(yīng)的異?？蓪?dǎo)致疼痛和疾病。人們推斷，脊椎動(dòng)物存在機(jī)械力敏感非選擇性陽離子通道，并在機(jī)械力傳感過程中起著重要作用，但是這一通道的分子生物學(xué)基礎(chǔ)和作用機(jī)制一直未被確定。

       清華大學(xué)肖百龍研究員的前期研究表明 Piezo 蛋白以多聚體形式組成分子量約 1.2 兆道爾頓（mega-Dalton）、由 120-160 次跨膜區(qū)組成的全新離子通道。

       在本項(xiàng)工作中，他與清華大學(xué)楊茂君教授、高寧研究員合作，應(yīng)用蛋白質(zhì)工程、X- 射線晶體學(xué)和單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，深入解析 Piezo 通道的結(jié)構(gòu)功能關(guān)系，獲得了分辨率為 4.8 埃（Å）的全長（2,547 個(gè)氨基酸）小鼠 Piezo1 的結(jié)構(gòu)。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于進(jìn)一步研究 Piezo 通道在觸覺／痛覺感受中的作用機(jī)制，揭示機(jī)械力敏感離子通道的作用規(guī)律，理解機(jī)械力傳感這一重要生物學(xué)機(jī)制具有極大的科學(xué)意義和創(chuàng)新性。   文章來自：生命科學(xué)部

    

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