来自华中科技大学生命科学与技术学院、教育部分子生物物理重点实验室的研究人员发现了BKCa(β2)通道功能亚基与辅助亚基，介导预失活与增强性激活功能的机制，这一研究成果公布在Nature出版集团旗下Scientific Reports杂志上。

领导这一研究的是华中科技大学生命科学与技术学院丁久平教授和汪盛副教授，其中丁久平教授主要研究方向包括利用分子生物学，细胞显微成像和细胞电生理等综合手段，研究通道蛋白结构，相互作用和上膜机制；研究动植物中的天然肽类或化合物对离子通道的调制机理。

BK通道是一类既受细胞膜电位控制又能被钙离子激活的大电导钾通道，由功能亚基（α）和辅助亚基（β）共同形成复合体参与生理功能。它在人体的绝大部分组织中均有分布，在众多重要的生理活动中，如动作电位超极化的形成、血管平滑肌的舒张、对第二信使（Ca2+）信号的响应等都发挥着极其关键的作用。BK对神经系统、心血管系统等重大人类疾病的发生、机制及治疗有着十分密切的联系与重要科研应用价值，倍受各国各领域科研工作关注。同时，BK通道不同辅助亚基（β1、β2、β3、β4）对功能亚基（α）的调节具有各自特异的作用，且分布具有组织特异性。

由于目前尚无BK通道精确的三维结构信息，要想从分子、原子水平阐释其微观机制如登天之难。因此，精确研究各β辅助亚基与α功能亚基间的相互作用成为该领域多年来的热点及难题。

在这篇文章中，研究人员巧妙结合细胞电生理和结构生物学相关技术手段，特别运用了团队自创的“整流检测法”和“胞浆驻留免疫荧光法”，结合经典的“双循环法”，用单通道数据、新颖的荧光数据及直观的通道模型数据，首次精确透彻地阐明了BKCa(β2)通道预失活的作用位点及机制（PI site），以及增强性钙激活的作用通路及机制（E site和ECaB site）。

对此审稿人表示，“这项研究结果代表了该研究领域的最高水平”，同时，该文章也对BK通道其它辅助亚基与功能亚基间的相互作用及所有通道蛋白的相互作用研究提供了非常有益科学参考，具有相当广泛的生理学及药理学等科学研究意义。

原文摘要：

Inter-α/β subunits coupling mediating pre-inactivation and augmented activation of BKCa(β2)

Large-conductance calcium-activated potassium (BK) channels regulate the electric properties and neurotransmitter release in excitable cells. Its auxiliary β2 subunits not only enhance gating, but also confer inactivation via a short-lived preinactivated state. However, the mechanism of enhancement and preinactivation of BK channels by β2 remains elusive. Using our newly developed methods, we demonstrated that electrostatic forces played a crucial role in forming multiple complementary pairs of binding sites between α and β subunits including a “PI site” required for channel preinactivation, an “E site” enhancing calcium sensitivity and an “ECaB” coupling site transferring force to gate from the Ca2+-bowl via the β2(K33, R34, K35), E site and S6-C linker, independent of another Ca2+ binding site mSlo1(D362,D367). A comprehensive structural model of the BK(β2) complex was reconstructed based on these functional studies, which paves the way for a clearer understanding of the structural mechanisms of activation and preinactivation of other BK(β) complexes.

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