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Science:清华大学颜宁研究组报道首个真核生物电压门控钠离子通道近原子分辨率结构

摘要 : 2017年2月10日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了清华大学医学院颜宁研究组题为《真核生物电压门控钠离子通道的近原子分辨率三维结构》(Structure of a eukaryotic voltage-gated sodium channel at near atomic resolution)的研究长文

2017年2月10日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了清华大学医学院颜宁研究组题为《真核生物电压门控钠离子通道的近原子分辨率三维结构》(Structure of a eukaryotic voltage-gated sodium channel at near atomic resolution)的研究长文,研究首次报道了真核生物电压门控钠离子通道(以下简称“钠通道”)的3.8 Å分辨率的冷冻电镜结构,为理解其作用机制和相关疾病致病机理奠定了基础。

颜宁研究组并利用单颗粒冷冻电镜的方法,重构出了可以清晰分辨绝大多数侧链的真核生物钠离子通道(命名为NavPaS)的三维结构。研究组利用电镜技术序列分析选取长度最短的真核钠离子通道,成功利用重组技术获得了表达量较高、性质稳定均一的美洲蟑螂(电生理重要模式生物之一)的钠通道蛋白。该结构的解析为理解钠通道的离子选择性、电压依赖的激活与失活特性、配体抑制机理提供了重要的分子基础,为解释过去60多年的大量实验数据提供了结构模板,并为基于结构的分子配体开发奠定了基础。

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真核生物电压门控钠离子通道的拓扑图和三维电镜结构

原文链接:

Structure of a eukaryotic voltage-gated sodium channel at near-atomic resolution

原文摘要:

Voltage-gated sodium (Nav) channels are responsible for the initiation and propagation of action potentials. They are associated with a variety of channelopathies and are targeted by multiple pharmaceutical drugs and natural toxins. Here, we report the cryo-EM structure of a putative Navchannel from American cockroach (designated NavPaS) at 3.8-Å resolution. The voltage sensing domains (VSDs) of the four repeats exhibit distinct conformations. The entrance to the asymmetric selectivity filter vestibule is guarded by heavily glycosylated and disulfide bond-stabilized extracellular loops. On the cytoplasmic side, a conserved amino terminal domain is placed below VSDI and a carboxy terminal domain binds to the III-IV linker. The structure of NavPaS establishes an important foundation for understanding function and disease mechanism of Nav and related Cav channels.

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