祝贺！中国科学院Zhang, Yixiao发Nature
论论资讯 ｜ 2024-04-04 ｜
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Mechanical activation opens a lipid-lined pore in OSCA ion channels
Han Yaoyao; Zhou Zijing; Jin Ruitao; Dai Fei; Ge Yifan; Ju Xisan; Ma Xiaonuo; He Sitong; Yuan Ling; Wang Yingying; Yang Wei; Yue Xiaomin; Chen Zhongwen; Sun Yadong; Corry Ben; Cox Charles D; Zhang Yixiao
Published：2024-04-03
DOI：10.1038/s41586-024-07256-9
研究背景
在日常生活中，我们经常受到各种不同形式的机械刺激，比如说触觉、声音和压力等等。这些机械刺激会引起离子通道的开放，从而使离子进入或离开细胞，从而引起一系列的生理反应。然而，目前我们对于离子通道的机械敏感性的了解还很有限，这也限制了我们对于机械刺激与生理反应之间关系的理解。
研究内容
近日，一项发表在《Nature》杂志上的研究解决了这个问题。研究人员使用冷冻电镜技术，对OSC/TMEM63通道进行了44次结构分析，以探究其机械敏感性的分子基础。研究发现，OSC/TMEM63通道是目前已知最大的机械敏感通道家族之一，在植物和哺乳动物的机械转导过程中起着至关重要的作用。研究人员在纳米圆盘和脂质体中模拟了增加的膜张力，发现在其中一个OSC1.2亚基中存在一个扩张的孔道，可以与膜相连。在脂质体中，研究人员捕获了OSC1.2的完全开放结构，其中孔道显示出向膜的大型侧向开口。与其他离子通道不同的是，结构、功能和计算证据支持存在一种“蛋白质-脂质孔”，其中脂质作为离子通透通道的壁。在不太敏感的同源物OSC3.1中，研究人员发现一种“咬合”的脂质牢固地束缚在中央裂缝中，使通道保持关闭状态。突变脂质配位残基诱导OSC3.1激活，揭示了OSC通道的保守开放构象。这些结构为OSC通道的门控循环提供了全局图像，揭示了绑定脂质的重要性，并表明每个亚基都可以独立开放。这扩展了我们对于离子通道介导的机械转导和通道孔道形成的理解，对于TMEM16和TMC蛋白家族的机制影响也非常重要。
研究意义
该研究的创新点在于揭示了离子通道的机械敏感性的分子机制，进一步拓展了我们对于机械刺激和生理反应之间关系的认识。此外，该研究还发现了一种新型的“蛋白质-脂质孔”，这对于我们对于离子通道的认识和研究具有重要的意义。这项研究为今后的相关研究提供了新的思路和方向，有望为相关领域的发展带来重大的推动。
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