機(jī)械力離子通道蛋白三維結(jié)構(gòu)獲解析
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 2015-10-22 彭科峰
近日，我國(guó)科學(xué)家成功解析了機(jī)械力敏感非選擇性陽(yáng)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。相關(guān)成果已在《自然》雜志發(fā)表。
機(jī)械敏感性陽(yáng)離子通道通過(guò)機(jī)械力傳導(dǎo)的過(guò)程，在將機(jī)械刺激轉(zhuǎn)化為各種生物活動(dòng)（如觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)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(jué)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)的異常可導(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(yáng)離子通道，并在機(jī)械力傳感過(guò)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)研究員肖百龍的前期研究表明，Piezo蛋白以多聚體形式組成分子量約1.2兆道爾頓、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)教授楊茂君、研究員高寧合作，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埃的全長(zhǎng)（2547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(jué)/痛覺(jué)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。
