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“解锁”细胞的门户蛋白 天大生命学院教师首次解析钾氯共转运蛋白结构
2019-10-25 18:25:20 来源: 新华网
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  新华社天津10月25日电(张建新、赵习钧)天津大学生命科学学院青年教师刘斯等在发现人源钾氯共转运蛋白KCC1的机理方面取得重要突破,首次解析出人源钾氯共转运蛋白KCC1的2.9埃冷冻电镜高分辨结构,揭示了钾离子和氯离子在细胞膜蛋白上的结合位点,提出了钾-氯共转运机理,为癫痫等相关疾病治疗和药物设计提供了新的视角。

  25日,这一研究成果的论文发表在世界顶级学术期刊《科学》上。

  人体细胞内的钾、钠、氯等离子浓度处于相对平衡的状态,一旦失衡将会导致一系列疾病,如高血压、抑郁、癫痫等。在细胞膜上,有一类被称为阳离子-氯离子共转运蛋白的蛋白质,负责调控细胞内外的离子浓度。其对于维持细胞内外渗透压平衡,保障生物细胞活性至关重要。钾氯共转运蛋白KCC1就是其中的一种,“它们就像附着在细胞膜上的一个个门户,能够自主调节进出细胞的离子数量,维持细胞内外的稳态平衡。”刘斯说。

  长期以来,由于缺乏精确的结构信息,人们对这类膜蛋白的工作机理认识非常有限。刘斯老师与课题组成员经过长期深入研究,依托单颗粒冷冻电镜技术,结合离子转运实验、分子动力学模拟、结构比较等方法,成功解析出3个人源KCC1的原子分辨率结构,发现KCC1是以二聚体的形式存在,阐释了该转运蛋白以1:1的比例同时同向转运钾离子和氯离子的机理,提出了KCC1共转运钾离子和氯离子的模型。

  KCC1具有重要的生理功能,是临床上治疗癫痫等疾病的药物靶点。该研究成功解析出KCC1的蛋白结构,将有助于基于蛋白结构开展的药物研发,从而为临床上治疗相关疾病提供精准的数据支持。

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【纠错】 责任编辑: 聂晨静
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