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清華科研團隊揭秘精巧分子機器結構與機制
2019-08-30
新華網

  觸摸、拍打、擁抱……你知道人的觸覺如何被感知嗎?記者29日從清華大學獲悉,清華大學藥學院肖百龍課題組與生命科學學院李雪明課題組日前揭示了賦予人類自身觸覺感知能力的機械力分子受體——Piezo2離子通道的高分辨率的冷凍電鏡三維結構和精巧工作機制。該研究成果近日于《自然》期刊在線發表。

  清華大學藥學院研究員肖百龍介紹,機械敏感陽離子通道是一類能響應機械力刺激而引起陽離子通透的離子通道,在諸如觸覺感受、聽覺感受、血管發育與血壓調節等基本生命活動中有重要作用,Piezo基因家族是編碼哺乳動物機械敏感陽離子通道的必要分子組成。

  據悉,兩個課題組研究人員利用分子生化、單顆粒冷凍電鏡技術、電生理膜片鉗等多學科研究手段,經過6年多努力,克服全長2822個氨基酸的鼠源Piezo2表達量極低的困難,獲得了性質穩定均一的蛋白樣品用于冷凍電鏡數據采集,最終成功解析了Piezo2蛋白包含38次跨膜螺旋區的完整拓撲結構。

  “Piezo2通道可作為開發新型鎮痛藥物的重要靶點?!毙ぐ冽堈f,例如,針對癌癥病人的觸摸痛可探索阻斷或抑制Piezo2功能的藥物,減緩患者疼痛。

  “解析如此大型的膜蛋白結構進而確定每個原子的空間位置,在技術上是極具挑戰的?!薄蹲匀弧冯s志刊發評論員文章對該研究評價道,Piezo通道是目前已知的含跨膜螺旋區最多的人類蛋白分子機器,“這是單顆粒冷凍電鏡所帶來的‘分辨率革命’時代的又一重要研究成果”。

  肖百龍介紹,研究團隊將繼續深化對Piezo通道機制的理解,致力于Piezo通道的藥物發現與開發工作。

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