清華大學顏寧教授連發(fā)關(guān)于RyRs的研究成果

清華大學顏寧教授連發(fā)關(guān)于RyRs的研究成果

2016年10月05日訊 國際著名期刊《Science》在線刊登了清華大學和加拿大卡爾加里大學的一項重要成果，題為“Structural basis for the gating mechanism of the type 2 ryanodine receptor RyR2”。這項研究采用單顆粒低溫電子顯微術(shù)，解析了2型蘭尼堿受體（RyR2）門控機制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

清華大學的顏寧（Nieng Yan）教授和是卡爾加里大學的S. R. Wayne Chen教授，是這篇論文的共同通訊作者。2007年作為普林斯頓大學博士的顏寧受聘于清華大學醫(yī)學院，成為清華最年輕的教授、博士生導(dǎo)師。在回國的幾年間，顏寧教授研究組主要聚焦于膜蛋白、膽固醇代謝調(diào)控通路相關(guān)因子的結(jié)構(gòu)生物學研究，在Science、Nature、Cell等雜志上發(fā)表多篇重要的論文，并榮獲了中國青年女科學家獎、HHMI國際青年科學家獎等獎勵。

RyRs是目前已知最大的離子通道蛋白，是肌肉細胞內(nèi)的鈣釋放通道，因它和一種植物堿：蘭尼堿具有很高的親和力與特異性，故而得名。在哺乳動物中有三種RyR蛋白，其中RyR1主要分布在骨骼肌細胞中，RyR2主要分布在心肌細胞中，RyR3則最早在腦細胞中發(fā)現(xiàn)。大量文獻報道統(tǒng)計表明，目前已有超過500種RyR突變體與疾病有關(guān)。這類受體不僅與骨骼肌疾病，心肌疾病有關(guān)，而且與哮喘等多種疾病存在關(guān)聯(lián)，因此備受科學家們的關(guān)注。

2014年12月，顏寧研究組與清華大學生命學院施一公研究組、以及英國MRC分子生物學實驗室Sjors Scheres研究組合作在Nature雜志發(fā)表重要研究成果，揭示出了兔源RyR1的近原子分辨率結(jié)構(gòu)，為理解其功能提供了重要線索。該研究對于肌肉-收縮偶聯(lián)以及與之相關(guān)的疾病的認識也具有重要的意義，為治療相關(guān)疾病提供了重要的結(jié)構(gòu)線索（顏寧、施一公教授Nature再發(fā)重量級成果）。

人們普遍認為，RyR通道的激活和調(diào)控借助了某種未知的長程變構(gòu)機制。北京大學基礎(chǔ)醫(yī)學院和中科院生物物理研究所的科學家們最近通過冷凍電鏡揭示了RyR1的長程變構(gòu)門控機制。這項研究作為封面論文發(fā)表于2016年9月的Cell Research雜志上。在這項新研究中，尹教授及其同事用冷凍電鏡獲得了鈣離子激活的RyR1開放態(tài)結(jié)構(gòu)，總體分辨率達到4.9 ?，核心區(qū)域分辨率達到4.2。他們將RyR1開放態(tài)結(jié)構(gòu)與之前獲得的關(guān)閉態(tài)結(jié)構(gòu)進行比較，觀察到了鈣離子激活的RyR1長程變構(gòu)門控機制。

RyR2是高電導(dǎo)的細胞內(nèi)Ca2+通道，控制著Ca2 +從各種細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的釋放。在《Science》新發(fā)表的這項研究中，研究人員采用單顆粒低溫電子顯微術(shù)，在近乎原子級分辨率上確定了處于打開和關(guān)閉狀態(tài)的豬心臟的RyR2結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)比較揭示了由氨基末端結(jié)構(gòu)域（NTDs）、螺旋結(jié)構(gòu)域和Handle結(jié)構(gòu)域的域間移動所引起的整個細胞質(zhì)區(qū)域的呼吸運動，而小的域內(nèi)轉(zhuǎn)變存在于這些含有armadillo重復(fù)序列的結(jié)構(gòu)域中。中央結(jié)構(gòu)域的向外旋轉(zhuǎn)，整合細胞質(zhì)區(qū)域的構(gòu)象變化，通過耦合運動導(dǎo)致了胞質(zhì)門控的擴張。這些結(jié)構(gòu)和突變特征，對于RyRs的門控和發(fā)病機制，提供了重要見解。

另外，在上個月底，顏寧教授帶領(lǐng)的課題組，與北京生命科學研究所的研究人員合作，在國際著名期刊《Nature》在線發(fā)表一項重要成果，題為“Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6?? resolution”。 在這項研究中，研究人員在3.6??的標稱分辨率上，解析了兔Cav1.1復(fù)合物的冷凍電子顯微鏡結(jié)構(gòu)。離子導(dǎo)電α1亞基的內(nèi)閘門是關(guān)閉的，所有四個電壓傳感結(jié)構(gòu)域都采用一個“向上”的構(gòu)造，這意味著一個潛在失活的狀態(tài)。孔結(jié)構(gòu)域延長的胞外環(huán)，是由多個二硫鍵穩(wěn)定的，在選擇性過濾器上面形成一個窗口化的圓頂。圓頂?shù)囊幻鏋棣?δ-1-亞基提供?？康恼军c，而另一面則可能通過其表面負電位吸引陽離子。

本文地址:http://www.soujuw.cn/jiankang/295463.html.

聲明： 我們致力于保護作者版權(quán)，注重分享，被刊用文章因無法核實真實出處，未能及時與作者取得聯(lián)系，或有版權(quán)異議的，請聯(lián)系管理員，我們會立即處理，本站部分文字與圖片資源來自于網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的,若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請立即通知我們(管理員郵箱：602607956@qq.com)，情況屬實，我們會第一時間予以刪除，并同時向您表示歉意,謝謝!

上一篇: 千人計劃時玉舫教授Oncogene乳···

下一篇: 潘李鋒Nature子刊發(fā)表細胞自噬與···