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这张3D“照片”,迷信界等了六十五年

工夫:2017-04-02 10:03阅读:

  “钠离子通道”三维电镜构造图

  记者 许 茜

  1952年,英国迷信家霍奇金和赫胥黎发明了“钠离子通道”(以下简称“钠通道”)。但是,两位迷信家未曾想到,直到明天才弄明确钠通道的原子构造。

  65年后,清华大学医学院颜宁研讨组,用名为冷冻电镜的“照相机”,为钠通道拍下第一张“3D照片”。2月10日,照片登上《迷信》杂志。该团队在线宣布论文《真核生物电压门控钠离子通道的近原子辨别率三维构造》,初次报道了真核生物电压门控钠离子通道的3.8 辨别率的冷冻电镜构造。

  “实践上,钠通道位于细胞膜,就像车库入口的电动门。这扇门只容许一种车‘钠离子’进入。电压便是门禁开关,电压一变,控制信号变了,于是门翻开或许打开。”论文第一作者、清华大先生命学院在读博士申怀宗向记者表明,这次拍的照片,是“关门”形态的钠通道。

  这道电动门,传送什么呢?

  “钠通道的作用比如烽烟。”申怀宗说,人的觉得和举动都受大脑“司令部”控制,大脑收回“指令”,经过神经网络停止传输。信号通报,就像现代作战用烽烟转达军情。“接到指令,钠通道便会点火,一站接一站,将信息通报下去。”

  钠通道的非常,会招致一系列与神经、肌肉和心血管相干的疾病。“比方,癫痫便是大脑明显没发指令,钠通道却‘点火’,让肢体做出举措。”申怀宗引见,另有些无法感知的痛觉,患者有了病状,钠通道却没做反响,让人无法发觉身材的非常。

  因而,钠通道成为学界热门,也是国际制药公司的研讨靶点。

  通报“烽烟”,假如说钠通道是“点火”,那么钾通道便是“灭火”,担任取消信号。而早在1998年,美国洛克菲勒大学罗德里克·麦金农传授就取得首个晶体构造的钾离子通道,并以此荣获2003年诺贝尔化学奖。

  可轮到钠通道,却迟迟未有停顿。

  获取卵白息争析构造,在申怀宗看来,是两道高高“路障”。他向记者表明,起首获取卵白样品难。真核生物钠离子通道卵白全长包括约2000个氨基酸,很难对其像电压门控钾离子通道那样停止少量的体外重组表达;内源钠通道通常含量极低,很难像电压门控钙离子通道那样从生物构造间接纯化出充足的用于构造剖析的高质量卵白样品。

  其次,钠通道是由一条肽链折叠而成,具有假四次对称特性。与同源四聚体的钾通道相比,钠通道很难结晶或许应用冷冻电镜技能获取构造;它们又不像钙通道那样与辅佐亚基构成较大分子量的波动复合体,从而增大了应用电镜技能剖析构造的难度。

  最初,真核钠通道包括有比拟多的柔性地区,还存在着多种多样的翻译后修饰,这都对其构造剖析组成很大应战。

  解出这道困难的,是一支80、90后团队,均匀年事缺乏30岁。年老面貌面前,沉淀着10年的积聚。2007年,颜宁传授带队树立实行室,当时起即开端了对钠离子的攻坚。2012年,团队初次取得停顿,在《天然》报道了来自一种陆地细菌的钠离子通道NavRh处于失活形态的晶体构造。尔后,颜宁课题组又在国际上初次报道了真核生物电压门控钙离子通道Cav1.1的高辨别率构造。

  十年铸剑,终等来这张等待已久的照片。(图片由申怀宗提供)

  (科技日报北京2月12日电)

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