【正规赌博十大平台排行】而由pkd2编码的PKD2蛋白是PKD1的伴侣分子,颜宁课题组获得了人类Ptch1蛋白的冰冻电子显微镜构造

近日,哈佛医学院科研人员在Science杂志上发表了题为“Structures and gating
mechanism of human
TRPM2”的文章。他们利用冷冻电镜技术,对3种不同结合态的TRPM2蛋白进行了结构解析,进而阐明了TRPM2离子通道的激活机制,为进一步了解其他TRP通道的激活机制提供理论基础。
网赌网址 ,TRPM2,即瞬时受体电位M2通道,是Ca2+透过的非选择性阳离子通道,该通道介导人的多种生理病理过程,包括炎症反应和神经退行性疾病等。之前的研究表明,TRPM2通道由ADPR(腺苷二磷酸核糖)和Ca2+共同激活,但具体机制仍不明确。
赌博信誉平台 ,研究人员为了阐明人TRPM2的激活机制,解析了不同状态下的人TRPM2的蛋白结构。通过优化蛋白表达及纯化过程,利用人HEK293F细胞获得了同源重组的TRPM2蛋白。利用冷冻电镜技术分别解析了3种结合态的TRPM2蛋白,包括:非结合态的TRPM2、与ADPR结合态的TRPM2、与ADPR和Ca2+共结合态的TRPM2,分辨率分别为3.6Å、6.1Å和6.4Å。
十大赌博正规澳门平台 ,研究发现TRPM2是一种具有三层结构的四聚体蛋白,与TRPM家族中其他蛋白的结构相似。底层由C端的NUDT9H结构域,N端的MHR1/2和MHR3结构域,以及极端螺旋组成;中间层由MHR4结构域和蛋白螺旋组成;顶层由S1至S6等6个跨膜螺旋、TRP螺旋及TRP
H1结构域组成。非结合态TRPM2上的NUDT9H结构域可以感测ADPR,并且NUDT9H与MHR结构域之间具有广泛的相互作用。在结合ADPR后,NUDT9H和MHR1/2结构域之间发生27°刚体转动,破坏了NUDT9H和MHR间的反式相互作用并且可以引导通道打开。ADPR和Ca2+与TRPM2结合后,使细胞质中的结构域发生15°转动,并伴随TRP螺旋倾斜和S6激活螺旋扭转,进而打开通道。上述发现阐明了TRPM2通道激活的分子机制(见下图)。

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十大网赌靠谱平台正规赌博十大平台排行 ,今日,最新一期的《科学》杂志上刊登了来自颜宁教授课题组的一篇论文。而在在线发表的论文中,我们也很高兴地看到来自施一公教授课题组的一项研究。两位学界大咖利用冷冻电镜技术在结构生物学领域取得了重要进展。在今天的这篇文章中,我们将为各位读者介绍这两项结构生物学的最新进展。

网赌有哪些大平台全国网上十大正规赌博 ,8月10日,施一公、颜宁同时在《Science》期刊发表了各课题组的最新研究成果——两位学界大咖利用冷冻电镜技术在结构生物学领域取得了重要进展。

人TRPM2通道激活机制

颜宁课题组:Structural basis for the recognition of Sonic Hedgehog by
human Patched1


此外,他们发现种间的TRPM2激活机制存在以下差异:(1)人TRPM2的ADPR结合位点位于NUDT9H结构域,而斑马鱼的结合位点位于MHR1/2结构域;人TRPM2对ADPR的亲和力远高于斑马鱼中的情况;虽然人MHR1/2结构域中对应斑马鱼ADPR结合位点的氨基酸序列发生突变,但并不影响TRPM2通道的打开。(2)人NUDT9H结构域中存在起反式相互作用的P环结构,而斑马鱼中并无此结构。(3)人NUDT9H结构域结合ADPR并促进TRPM2通道打开,但不水解ADPR;而海葵的NUDT9H结构域能够水解ADPR,但无法使TRPM2通道打开。这些物种特异性反映了TRPM2和TRP蛋白超家族在进化过程中功能和作用机制的复杂性。(摘译自Science,
Published: 21 December 2018)

澳门十大赌场娱乐 ,Hedgehog信号通路是发育生物学中的一条经典通路,它对于胚胎发育有着极为重要的作用。在成人中,倘若这条通路被过度激活,就可能会引发癌症。这条通路中的核心蛋白之一是名为Patched
1的受体。当这款受体蛋白与Hh蛋白相结合时,就会解除对下游蛋白的抑制,开启信号通路。尽管这一步对于整条通路而言意义重大,但关于其背后的结构基础,却一直没有得到阐明。

施一公组:人源PKD1和PKD2复合物的结构

在这项研究中,颜宁课题组获得了人类Ptch1蛋白的冷冻电镜结构,分辨率达3.9
Å。此外,研究人员们也得到了Ptch1与Hh同源的Shh蛋白N段相结合下的复合体冷冻电镜结构,分辨率达3.6
Å。通过这些冷冻电镜结构,我们看清了Ptch1的12个跨膜结构域和两个细胞外结构域ECD1与ECD2。这两个细胞外结构域在ShhN接近时,会相互靠近,组成与ShhN的结合位点。这一识别机制也通过生化实验得到了证实。

在“Structure of the human PKD1/PKD2
complex”文章中,施一公组专注的是一种常见遗传病——常染色体显性遗传多囊肾病。这一疾病主要关联两个基因突变,即pkd1和pkd2。研究团队首次报道了多囊肾病相关蛋白PKD1和PKD2复合物整体近原子分辨率的冷冻电镜结构。

此外,基于这些结构,研究人员们还通过生化分析,揭示了ShhN与Ptch1相互作用时,对于类固醇的依赖性。相比之下,那些无法结合类固醇的突变Ptch1蛋白与野生型相比,展现出了明显的构象重排。

常染色体显性遗传多囊肾病是慢性肾脏病的重要诱因之一,发病率为1/400-1/1000,全球约1200万患者深受这一疾病的影响。约50%患者会发展到终末期肾功能衰竭,需要进行异源肾脏移植或者终身血液透析治疗。我国约有150万此疾病患者,每年都有数以万计的患者苦苦等待无偿捐献的肾源或者通过无休止的透析维持生命。ADPKD不仅给患者造成严重的身体和精神上的折磨,同时给患者家庭带来沉重的经济负担。

这项研究揭示了人类Ptch1蛋白以及Ptch1蛋白-ShhN复合体的分子结构机制,让我们对这一重要信号通路的关键步骤有了更为直观的理解。

人源pkd1基因定位于16号染色体,编码了长度为4302个氨基酸包含11次跨膜螺旋的蛋白PKD1。而由pkd2编码的PKD2蛋白是PKD1的伴侣分子,对PKD1的折叠、在细胞器间的转运、和蛋白成熟具有极其重要的作用。

施一公课题组:Structure of the human PKD1/PKD2 complex

施一公组利用冷冻电镜技术,获得截短的人类PKD1/PKD2复合体结构,分辨率达到3.6
Å。他们发现,PKD1和PKD2蛋白会形成一个独特的一比三复合物 ( 1 PKD1: 3 PKD2
)。具体而言,PKD1包含一个电压门控性离子通道,通过与PKD2相互作用形成一个非规范的TRP通道体系结构。这一过程中,PKD1中的S6螺旋会在中间断裂,形成S6a和S6b两段。除了VGIC之外,PKD1还有一个5-TM结构域和一个胞质PLAT结构域。

常染色体显性多囊肾病是一类严重的遗传病,在影响肾脏功能外,它还可能会引起肝脏、胰腺、大脑、动脉的异常,严重时会致死。在全世界,大约有600万人受这种遗传病的影响。先前的研究发现,pkd1与pkd2这两条基因的突变,分别导致了85%和10%的ADPKD,可谓是这种疾病的罪魁祸首。但人们尚不了解这两条基因从病理和生理上如何影响了这种疾病。

图1:A.人源PKD1和PKD2蛋白的拓扑结构示意图。B.人源PKD1和PKD2蛋白复合物结构;C.人源PKD1独特的通道结构域。

施一公课题组在这一领域做出了突破。同样是利用冷冻电镜技术,他们获得了截短的人类PKD1/PKD2复合体结构,分辨率为3.6
Å。研究表明,PKD1中的电压门控离子通道区域会与PKD2相结合,形成一种不规范的通道结构。具体来说,PKD1的S6螺旋被“拦腰折弯”,形成S6a和S6b两段。这还是首次在电压门控离子通道中观察到这样的构象改变。

这些结构的解析为PKD蛋白功能的研究建立了一个框架,并进一步为常染色体显性多囊肾病的病因以及治疗对策提供新的线索。

施一公组利用冷冻电镜技术,获得截短的人类PKD1/PKD2复合体结构,分辨率达到3.6
?。他们发现,PKD1和PKD2蛋白会形成一个独特的一比三复合物
。具体而言,PKD1包含一个电压门控性离子通道,通过与PKD2相互作用形成一个非规范的TRP通道体系结构。这一过程中,PKD1中的S6螺旋会在中间断裂,形成S6a和S6b两段。除了VGIC之外,PKD1还有一个5-TM结构域和一个胞质PLAT结构域。


后续分析表明,S6a能协助组成典型TRP通道的关键部分,而S6b上三个带有正电荷的残基则可能会抑制阳离子的渗透。此外,通过解析这些结构,研究人员们还发现了PKD1中的一个5跨膜结构域,以及一个PLAT结构域。

颜宁组:人源Ptch1蛋白的冷冻电镜结构

文章最后,研究人员指出对PKD1/PKD2复合体近原子分辨率的结构解析,有望让我们更好地了解这两种蛋白的作用机制,从而寻找到和疾病有关的相应突变。这个结构能作为将来研究的一项基础。

Hedgehog ( Hh
)信号通路在胚胎发育中很重要,它的过度活跃与癌症有关。该通路的核心是一种被称为Patched
1 (Ptch1)
的膜受体。它间接抑制一种称为Smoothened的G蛋白偶联受体。当Ptch1结合分泌的蛋白Hh时,这种抑制得到缓解,通路打开。

颜宁课题组报道了人类Ptch1的冷冻电镜结构,Ptch1分别以3.9 Å和3.6
Å的分辨率与人类Sonic hedgehog ( ShhN
)的N末端结构域复合;利用这些冷冻电镜结构,该课题组观察到了Ptch1的12个跨膜结构域以及两个细胞外结构域ECD1与ECD2。

此外,他们还发现两种结构中都存在两种类固醇状的密度,通过进一步结构导向的突变分析表明,ShhN和Ptch1之间的相互作用依赖于类固醇。类固醇结合缺陷Ptch1突变体的结构显示明显的构象重排。

人类Ptch1及其与ShhN的复合物的结构揭示了Ptch1和ShhN之间识别的分子基础;同时Ptch1中两个类固醇结合位点的鉴定也为未来研究Hh通路建立了重要的框架。

原文检索:

Structure of the human PKD1/PKD2 complex

Structural basis for the recognition of Sonic Hedgehog by human Patched1

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