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我国学者在Piezo1离子通道三维结构及其精细门控机制解析方面再获进展 |
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在国家自然科学基金重点项目（项目编号：31630090）等资助下，清华大学医学院肖百龙课题组和清华大学生科院李雪明课题组开展合作研究，研究成果以“Structure and mechanogating mechanism of the Piezo1 channel”（Piezo1离子通道的结构与机械门控机制）为题，于2018年1月23日在Nature（《自然》）以长文（Article）形式发表。
该研究揭示哺乳动物机械门控Piezo1离子通道的高分辨率三维结构及其参与机械力感受与传递的关键功能位点，进而提出Piezo通道以类似杠杆原理进行机械门控的精细机制。机械门控阳离子通道是一类能够响应机械力刺激而引起阳离子通透、进而诱发细胞兴奋和信号传递的一类重要离子通道，在触碰感知、血管发育与血压调节等基本生命活动中发挥重要作用。该项成果对理解生物机体如何将机械力刺激转化为电化学信号这一基本生命过程以及相关的疾病机制、药物设计及生物技术开发等具有重要意义。
这也是继肖百龙课题组及其合作团队在Piezo1蛋白中等分辨率的冷冻电镜结构发表后（Nature 2015）、发现Piezo通道的孔道区模块以及机械传感模块的氨基酸构成（Neuron 2016）、揭示Piezo通道的新型调控蛋白SERCA2并系统阐明其对Piezo蛋白通道活性调控的作用机制（Nature Communications，2017）之后，这一领域的又一重要研究成果。
图. a) Piezo1分辨率为3.97Å的冷冻电镜示意图，其中每一个亚基用不同的颜色表示；b) 38次跨膜的Piezo1拓扑结构卡通示意图；c) Piezo1一个亚基细节组成展示图；d) Piezo1成孔区的组成。参与机械力激活Piezo1的胞外loop区以及位于beam上的L1342/L1345位点显示在b及c图。
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