学术动态

郭江涛研究员团队揭示钾氯共转运蛋白的电镜结构


       2019年10月,浙江大学医学院郭江涛研究员团队在《科学》(Science)杂志上发表题为“CryoEM structures of the human cationchloride cotransporter KCC1”的论文(https://science.sciencemag.org/content/366/6464/505.long),解析了人源钾氯共转运蛋白KCC1的2.9高分辨冷冻电镜结构,揭示了KCC1共转运钾离子和氯离子的分子机制,为相关疾病治疗和药物设计提供了新的视角。


       阳离子氯离子共转运蛋白利用细胞膜内外侧的阳离子电化学梯度将阳离子和氯离子同时从细胞膜一侧转运至另一侧。根据转运离子种类的不同,阳离子氯离子共转运蛋白可以分为三类,分别为钠钾氯共转运蛋白、钠氯共转运蛋白和钾氯共转运蛋白。KCC利用细胞膜内外两侧的钾离子浓度梯度将细胞内的钾离子和氯离子共转运至细胞外,不但调节细胞体积、承担肾小管的重吸收作用,而且调控神经元细胞内部氯离子浓度和神经元的兴奋性,是临床上治疗癫痫等疾病的药物靶点。


       研究人员通过单颗粒冷冻电镜技术解析了人源KCC1三种状态下的高分辨率结构。KCC1的跨膜区与胞外区结构域参与二聚体的形成。通过分析不同状态下KCC1的结构,研究人员鉴定出一个钾离子和两个氯离子的结合位点。结合离子转运实验、分子动力学模拟、结构比较等方法,阐明了KCC1以1∶1同向转运钾离子和氯离子的机制。基于该项工作,研究人员提出了一个KCC1共转运钾离子和氯离子的模型。该研究为临床上治疗癫痫等相关疾病提供了结构信息,对相关新型药物的研发具有重要意义。


       刘斯、常圣海博士和韩斌铭硕士研究生为论文共同第一作者。该研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、千人计划等项目的资助。

发布日期:2019-10-25 浏览: 725