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调节负责氯离子跨细胞膜转运的蛋白质通道

实验室细胞实验和计算机模拟已经揭示了调节蛋白质通道的分子机制,该通道负责在细胞膜上转运氯化物和其他带电分子。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

我们的发现可能有助于为开发与此通道故障相关的疾病(包括某些癌症,囊性纤维化和神经性疼痛)的治疗提供线索。”

大邱庆北科技大学分子神经生理学家Byung-Chang Suh

跨膜16A(TMEM16A)是在细胞膜中发现的氯离子通道。它参与多种生理作用,包括小肌肉收缩,调节神经兴奋性和细胞体积,以及通过感觉神经纤维检测“不良”热量。科学家已经对该蛋白质了解很多。现在,Suh和他在韩国和美国的同事们揭示了它与称为PIP2的细胞信号磷脂相互作用的一些分子基础。

PIP2位于细胞膜的内部小叶中。与TMEM16A结合的PIP2调节氯化物的量,从而调节流经它的电流。

研究小组发现PIP2在TMEM16A通道的两个变体上的行为不同。人类细胞实验表明,PIP2耗尽会减少流经TMEM16A(ac)版本的电流,但不会流经TMEM16A(a)版本的电流。他们还发现,电流穿过两种类型的通道都需要携带能量的分子ATP。

结构分析和计算机模拟表明,TMEM16A上特定氨基酸的磷酸化(或添加磷酸基团)改变了PIP2与氯离子通道部分结合的方式,对TMEM16A(ac)和TMEM16A(a)的影响不同。

Suh说:“我们的研究为机械理解TMEM16A活性提供了重要基础,表明其功能取决于通道变异,并受PIP2结合和通道磷酸化的调节。” 科学家们希望他们的研究除支持药物开发研究外,还将有助于类似细胞膜蛋白的其他研究。

他们建议进行进一步的研究,以了解TMEM16A变体的结构如何影响其在各种组织中的生理功能。

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