北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)系王克威教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組與北京生命科學(xué)研究所柴繼杰博士合作,對輔助亞基調(diào)節(jié)鉀通道的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和分子機(jī)制的研究取得可喜進(jìn)展,揭示了與神經(jīng)元和心肌細(xì)胞電活動密切相關(guān)的一類輔助亞基KChIP和其中一種鉀離子通道Kv4α-亞基相互作用的分子機(jī)制。研究成果以Article形式發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然-神經(jīng)科學(xué)》(《Nature Ne-uroscience》)上。
鉀離子通道決定神經(jīng)細(xì)胞的電活動特征,其功能異??梢鸲喾N神經(jīng)精神疾病。鉀離子通道的結(jié)構(gòu)與功能研究是目前分子神經(jīng)生物學(xué)的前沿?zé)狳c(diǎn)。細(xì)胞膜上的鉀通道由輔助亞基和孔道形成亞基(α-亞基)組成。輔助亞基可調(diào)節(jié)α-亞基的表達(dá)、分布、通道開放-關(guān)閉的動力學(xué)及藥理學(xué)特性等,但輔助亞基KCHIP與Kv4鉀通道相互作用的分子機(jī)制和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一直不清楚,是學(xué)術(shù)界的攻關(guān)難點(diǎn)。
2004年,王克威教授在美國發(fā)現(xiàn)KChIP亞基調(diào)節(jié)Kv4通道的功能位點(diǎn)并分別解析了KChIP蛋白和Kv4N-末端的單個晶體結(jié)構(gòu),但未能解析KChIP/Kv4N蛋白復(fù)合體的三維結(jié)構(gòu)。在缺乏復(fù)合晶體結(jié)構(gòu)的情況下,當(dāng)時他只提出了KChIP調(diào)節(jié)Kv4鉀通道功能的假說。王克威教授回國后,對KChIP與Kv4鉀通道相互作用的科學(xué)問題繼續(xù)進(jìn)行深入的探索。此次研究首次觀察到了KChIP輔助亞基在分子和原子水平調(diào)節(jié)Kv4鉀通道功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),實(shí)驗結(jié)果對兩者相互作用的分子機(jī)制提出了合理的科學(xué)解釋。這不僅為基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計提供了指導(dǎo)基礎(chǔ),亦為輔助亞基蛋白與離子通道相互作用的理論發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
(轉(zhuǎn)載自《中國醫(yī)藥報》)