快捷搜索:

钾离子通道选择性研究获新发现

  钾通道选择性研究已经被发现

  来自浙江大学生命科学院,西南医学中心,中国科学院上海药物研究所研究人员通过结构分析和功能实验,在离子通道领域几十年前,却没有明确的生物物理现象机制 - 反常的摩尔分数效应提供了有力的实验证据的解释。这项研究发表在“自然结构与分子生物学”上。
\\ u0026>本文的第一作者和作者之一是叶晟教授于2010年由浙江大学生命科学学院介绍的。本文的其他作者是中国科学院上海药物研究所的李扬博士和美国西南医学中心姜有兴博士。蒋有兴博士和叶盛博士共同撰写本文。
\\ u0026>钠,钾离子具有相同的电荷,属于同一族,性质相似,只有离子直径差。然而,钾通道能够选择性渗透钾离子而不穿透直径小于钾离子的钠离子。钾通道有什么机制可以选择性地钾离子通透性呢? 2003年诺贝尔化学奖获得者麦金农研究了钾离子通道KcsA,发现当钠离子浓度增加,钾离子浓度降低到3mM以下时,KcsA通道的离子筛结构崩解成不可渗透的构象。因此,MacKinnon相信离子筛结构的构象变化允许钾离子通道选择性地渗透钾离子。然而,许多离子通道专家根据他们的实验现象并不完全同意这种机制。
\\ u0026>这项研究报道了一种新的K +通道选择性通透钾离子的机制。研究MthK通道的研究人员发现:MthK通道在极端条件下(钾完全不存在)能够穿透钠离子,此外还有少量(1mM)的钾离子被钠电流阻断,MthK这种性质是完全不同的KcsA通道,与前面介绍的其他离子通道专家类似。这种现象在离子通道领域被称为异常摩尔分数效应。为了深入了解MthK的离子选择性,研究人员结晶了MthK通道。在获得最初的低分辨率晶体生长条件后,通过结合两个定点突变使晶体的晶体衍射能力提高到1.45,获得了世界上最高分辨率的钾离子通道晶体结构。
\\ u0026>在此基础上,研究人员还分析了三种不同条件下MthK钾离子通道选择性离子筛的结构,发现在没有钾离子的情况下,MthK通道离子筛仍保持透明构象,发现功能实验MthK通道在极端条件下可以与钠离子现象相一致。这种非常高的原子分辨率也使我们能够看到钾离子的反常散射,看到钾离子在高钾离子浓度下均匀分布在离子筛的四个结合位点上;在低钾离子浓度下,钾离子往往与离子筛中的1,3位点结合,这与微量钾离子功能上阻断钠电流的发现一致。这些结构和功能测定为异常摩尔分数效应提供了非常有价值的实验基础,这是一种几十年前在离子通道领域发现的生物物理现象,但没有任何明确的机制。
\\ u0026>叶盛教授1991年毕业于厦门大学生物系,1991年至1996年在中国科学院生物物理研究所完成研究生学习,获得博士学位。在此期间,他与中国两院院士梁冬and,结构生物学的前任常文瑞一起学习。 1996年至2001年,分别在贝勒医科大学和德克萨斯大学西南医学中心从事博士后研究工作。从2001年到2005年,他分别在圣迭戈的SYRRX公司和德克萨斯州的健康科学中心工作。 2005-2008德克萨斯州大学西南医学中心讲师。从2008年9月到2009年1月,他在哈佛约翰霍普金斯医学院担任研究专家。自2009年以来,他一直是德克萨斯大学西南医学中心的助理教授。 (来源:生物通过百万行)

您可能还会对下面的文章感兴趣: