生命学院医学院《天然》发文提醒哺乳动物机械
来源:污染网 发表于2019-07-08 19:38:40 编辑:华晨宇
摘要: 9月25日电 9月21日,清华大学生命学院杨茂君教授,高宁研讨员和医学院肖百龙研讨员研讨组协作在《天然》(Nature)期刊上以长文方法在线宣布了题为《哺

   9月25日电 9月21日,清华大学生命学院杨茂君教授,高宁研讨员和医学院肖百龙研讨员研讨组协作在《天然》(Nature)期刊上以长文方法在线宣布了题为《哺乳动物机械灵敏Piezo1离子通道的结构》(Architecture of the Mammalian Mechanosensitive Piezo1 Channel)的研讨论文,初次报导了哺乳动物机械力灵敏离子通道Piezo蛋白的高分辨率冷冻电镜结构,并以此为根底对Piezo蛋白的效果机理进行了剖析。

  图示:(a)Piezo1冷冻电镜密度图及三维结构;

  (b)Piezo1跨膜区骨架构成两两配对的阵列结构;

  (c)Piezo1感触外界机械力的分子根底模型。

   Piezo蛋白是由美国加州Scripps研讨所Ardem Patapoutian教授研讨组在 2019年初次判定得到的第一个真核生物机械力灵敏离子通道。该蛋白与现在已知的一切离子通道蛋白均没有同源性,特别值得一提的是,该蛋白是现在已知一切膜蛋白中跨膜区最多的蛋白。自从该蛋白被发现以来,在国际范围内掀起了一股Piezo蛋白研讨的热潮,多个研讨组先后在国际尖端期刊宣布多篇研讨论文论述了该蛋白的重要生理功用。与低等生物中只存在一个Piezo蛋白不同,在高级生物中存在两类Piezo蛋白,Piezo1和Piezo2,在人类中二者具有47%的同源性。Piezo2蛋白主要在感觉背根神经节中高表达,近年来的研讨标明其主要与生物体感触外界触碰即感觉相关。Piezo1主要在肺、膀胱、红细胞和皮肤细胞中高表达,在红细胞中功用获得性骤变可导致干瘦细胞增多症和裂口红细胞症等遗传性疾病。2019年,利兹大学的David Beech教授和加州Scripps研讨所Ardem Patapoutian教授研讨组别离独立发现Piezo1蛋白能够为血管中的传感器供给指令,能够使身体感触到血液正在活动,从而给出信号指示构成新的血管结构。这一发现奠定了Piezo1蛋白作为靶标在心血管疾病和癌症等严重疾病医治过程中的重要研讨含义。Piezo1结构的解析为深化了解Piezo宗族蛋白在这些疾病中的效果以及生物体感知外界信号的分子根底奠定了杰出的根底。机械力灵敏离子通道蛋白结构研讨前驱,美国加州理工学院(Caltech)化学和化工系教授/霍华德休斯医学研讨所(HHMI)研讨员,美国科学院院士Douglas C. Rees教授在给杨茂君教授的贺信中写到 This is a great accomplishments - congratulations! 。

   Piezo1结构不只完美的解说了以往的细胞、生化研讨数据,并且还纠正了以往研讨中对Piezo蛋白的错误认识。在以往的研讨中Piezo1蛋白被以为或许是以同源四聚体方法发挥离子通道功用,而咱们的生化及结构证明,Piezo1蛋白主要是构成类似于螺旋桨相同的同源三聚体(图a)。一起,结构剖析标明Piezo1蛋白仅含有16个左右的跨膜区,且构成两两配对的阵列结构(图b),这一点与以往生物信息学猜测的含有30-40个跨膜区不同。Piezo1蛋白的胞外区由两部分组成,其N端构成一个大的螺旋状胞外区散布在三聚体中心的远端,而在三聚体的正中间有一个球状的 帽子 结构。结构剖析标明这一 帽子 结构是由三个CED(C结尾胞外区结构域)构成的,而CED由该蛋白的最终一个跨膜区(IH)与只要59个氨基酸的CTD(C结尾结构域)相衔接。CED-IH-CTD构成三聚体,其正中间为离子透过的通道区域。风趣的是倒数第二个跨膜螺旋(OH)构成了一种功用区替换(domain swap)的结构,其由埋在细胞膜内的四个螺旋构成Anchor结构域与最终一个跨膜螺旋衔接,以顺时针的方法别离刺进到相邻分子的跨膜区,从而安稳了三聚体的构成(图a)。数据剖析标明:Piezo1蛋白坐落胞外区的N端螺旋状结构域具有十分高的柔性,其能够左右摇摆也能够上下平移,估测其与感触来自不同方向的外界剪切力有关。此外该结构域还由一个具有两个大约80埃长度的在细胞膜内紧贴着跨膜区的Coiled-coil结构(Beam)与CTD相衔接,该Coiled-coil结构域或许起到将N端胞外区螺旋结构的形变向胞内区CTD区域传导的功用,从而促进离子通道的敞开(图c)。

  

   清华大学生命学院博士研讨生盖景鹏、李婉秋、赵出息和李宁宁为本文并列第一作者;高宁研讨员、肖百龙研讨员和杨茂君教授为本文一起通讯作者。此外生命学院博士研讨生陈懋斐、李若翀和医学院博士研讨生支鹏也参加了部分研讨工作。上海同步辐射及清华大学蛋白质研讨技能中心(凤凰工程根底设施)为晶体及冷冻电镜数据搜集供给了及时有用的支撑。本项目遭到清华-北大生命联合中心、清华大学自主科研方案、国家天然科学基金委、科技部严重研讨方案及中组部青年千人方案的支撑。

排行热点
投稿邮箱:
相关推荐
本网特约谈论:宏扬北京奥运精力 加速建造国际
本网特约谈论:宏扬北京奥运精力 加速建造国际

燕萱 8月24日,北京奥运会完美谢幕,这是一届无与伦比的奥运会。在中华民族

排行热点42秒前

计算机所“根据数字版权维护的电子图书出书及
计算机所“根据数字版权维护的电子图书出书及

2008年10月31日,北大计算机科学技能研究所汤帜研究员掌管研制的根据数字版权

排行热点19小时前

一字之差六合宽——访北京大学医学部主任詹启
一字之差六合宽——访北京大学医学部主任詹启

詹启敏院士最近有点红。 不久前,在央视一套《开讲啦》节目中,这位我国工

排行热点2019-07-08 04:45:44

2019年北京大学外国留学生及专家新年联欢会举办
2019年北京大学外国留学生及专家新年联欢会举办

四海宾朋齐聚燕园,五洲师生共贺新岁。12月28日晚,2019年北京大学外国留学生

排行热点2019-07-08 04:45:35

清华教授安杰明中选澳大利亚科学院院士
清华教授安杰明中选澳大利亚科学院院士

清华教授安杰明中选澳大利亚科学院院士 ? 4月1日电(通讯员 杨 瑛 尚妤婵)澳

排行热点2019-07-07 09:13:47

美洲杯巴西队点球4比3险胜巴拉圭队晋级四强
美洲杯巴西队点球4比3险胜巴拉圭队晋级四强

中新社巴西阿雷格里港6月28日电 当地时间27日晚,在巴西南里奥格兰德州首府阿

排行热点2019-07-06 14:04:40

提高全球担任力 做跨文化传达使者  清华大学师
提高全球担任力 做跨文化传达使者 清华大学师

1月23日电 (通讯员 景嘉伊)1月10-19日,在清华大学新闻与传达学院党委书记胡

排行热点2019-07-05 23:57:05

叙述泉州故事 《那片花那片海》今晚登陆央视
叙述泉州故事 《那片花那片海》今晚登陆央视

电视剧将于今天19:30登陆中央电视台电视剧频道黄金强档。 电视剧由闻名导演车

排行热点2019-07-04 16:00:28

重庆石柱县乡民修补水池发生意外致7死 最小读初
重庆石柱县乡民修补水池发生意外致7死 最小读初

6月30日,有音讯称,重庆市石柱县桥头镇几位乡民在修补水池时罹难。新京报记

排行热点2019-07-04 02:25:04

为九江高质量开展供给科技与人才支撑
为九江高质量开展供给科技与人才支撑

为充分发挥科技工作者立异引领效果,活跃树立产学研用交融立异渠道,切实为

排行热点2019-07-04 02:24:49