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科学家解析眼病相关离子通道高清结构

来源:中国科学报/任芳言 2020-04-10 12:40

 

细胞膜离子通道对维持细胞正常生理功能有重要作用。当离子通道失调或突变时,心脏病、癌症、失明等疾病都有可能发生。最近,武汉大学人民医院教授沉吟课题组与合作者首次解析了一个与多种眼科疾病密切相关的离子通道结构:Bestrophin-2。相关研究4月6日在线发表于《自然—结构分子生物学》。

Bestrophin-2在视网膜非色素上皮细胞中存在特异性表达,其与眼内压调节相关,是治疗青光眼的潜在药物靶点。研究者获得了该通道的牛源高清三维结构,解析度达2.2埃米,是迄今为止解析度最高的膜蛋白结构。“这也是人们解析的首个哺乳动物Bestrophin家族同源结构。”沉吟表示。该离子通道家族均受钙离子调控,主要介导氯和碳酸氢根等带负电荷的阴性离子进出细胞,与细胞内外电荷平衡、渗透压调节和代谢副产物的清除息息相关。

观察Bestrophin-2的三维结构,研究团队发现该离子通道上有两个“阀门”,其中一个阀门的孔径比氯离子大。正因如此, Bestrophin-2在未被激活的情况下也氯离子可以自由通行,但碘离子等直径更大的离子则无法通过。“这与Bestrophin-1在无钙状态下完全不能通过氯离子的情况截然不同。”沉吟介绍,“因此,Bestrophin-2的门控通道机制更适合调控碳酸氢根等比氯更大的阴离子。”

该研究阐明了离子通道Bestrophin-2的结构和功能,为针对Bestrophin离子通道家族的药物筛选提供了理论基础。“我们希望,在不远的将来可以找到该通道家族相关的特异性靶向药物,并用于卵黄样黄斑变性和青光眼的临床治疗。”论文共同第一作者、武汉大学人民医院研究生赵青青告诉《中国科学报》。(生物谷Bioon.com)

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