來自蘭州大學,中科院神經科學研究所,上海交通大學醫學院的研究人員發表了題為“Highly Conserved Salt Bridge Stabilizes Rigid Signal Patch at Extracellular Loop Critical for Surface Expression of Acid-sensing Ion Channels”的文章,證明了ASICs酸敏感離子通道正常作用需要兩個條件,這將有助于評估如何阻止與組織酸中毒,以及ASIC活性有關的過度興奮和神經損傷,并提出了新的治療方向。相關成果公布在JBC雜志上。
文章的通訊作者之一是神經所,上海交大醫學院的徐天樂教授,徐教授早年畢業于第四軍醫大學,1998年入選中科院“百人計劃”,2001年獲國家杰出青年基金。除此之外,在剛剛公布的2011年長江學者名單中,也榜上有名。
ASICs酸敏感離子通道(ASICs)是一類胞外質子激活的陽離子通道,在神經系統中分布廣泛并具有多種生理病理功能,如參與觸覺、味覺、視覺、痛覺、突觸可塑性、學習記憶、腦缺血和癲癇等等。此類離子通道與非選擇性陽離子通道都能由細胞外酸中毒激發,參與多種生理和病理條件下的調控。
因此對于這些離子通道的解析,比如ASICsC細胞表達表達機制,是更好的理解細胞在酸中毒情況下作用機理的關鍵所在。在這篇文章中,研究人員分析了大鼠ASIC3,以及人類ASIC1a離子通道外循環中,高保守鹽橋(salt bridge)扮演的角色。
通過綜合突變以及電生理檢測,研究人員發現這種鹽橋對于pH感應非依賴性模式中,ASICs的功能表達是必需的,除此之外,研究人員還進行了細胞外抗原表面生物素,和免疫標記分析,發現鹽橋的突變,甚至只是一些小的變化都會造成ASICsC細胞表面表達的損傷。
徐教授研究組主要從事神經細胞信號調控,關鍵細胞因子受體,膜離子通道及受體機制等方面的研究,在酸敏感離子通道ASIC1研究方面也取得了不少成果,比如曾發表文章,解析了ASIC1門控機制的分子動力學基礎。研究結果提示計算與實驗的精巧結合,是研究其它通道家族亞型門控機理的有效途徑。
研究人員利用計算生物學的方法在原子尺度模擬了ASIC1的動力學行為,發現了ASIC1結構域、子結構域之間存在的一組協同運動與通道門控功能密切相關。計算結果提示,ASIC1的胞外結構域的內在旋轉以及由質子結合所引起的‘手指’和‘拇指’子結構域間的協同運動會聯合驅動由胞外區傳遞至跨膜區(通道孔區)的變構,從而導致通道產生“扭曲打開(Twist-to-open)”的運動。
研究人員又通過進一步分析,指出鹽橋的高穩定性和結構限制,能分離鄰近的一個結構剛性信號,這對于可變門控的表面表達十分重要。
因此這項研究證明了正常的ASICsC表面表達的外循環,需要一個穩定鹽橋,以及一個暴露出來的剛性信號。這些發現將有助于評估如何阻止與組織酸中毒,以及ASIC活性有關的過度興奮和神經損傷,并提出了新的治療方向。
請輸入賬號
請輸入密碼
請輸驗證碼
以上信息由企業自行提供,信息內容的真實性、準確性和合法性由相關企業負責,智慧城市網對此不承擔任何保證責任。
溫馨提示:為規避購買風險,建議您在購買產品前務必確認供應商資質及產品質量。