Nature：調控關鍵細胞通訊的獨特蛋白
日期：2012-05-03 08:07:10
在一項新研究中，來自圣路易斯華盛頓大學醫學院的科學家們解析了參與調控神經細胞電信號，放松肌肉細胞和“微調”內耳毛細胞的某些通道的一些內部運作機制。相關論文發布在《自然》（Nature）雜志上。
在文章中，科學家們證實一種缺乏可定義結構的不同尋常的獨特蛋白質在細胞發出電信號后發揮關鍵性的作用短暫阻斷了離子通過這些通道。阻斷離子在這些通道中移動具有非常重要的意義，因為它使細胞獲得了充足的時間再負電荷以確保它們能夠持續放電。
科學家們研究的是一種稱之為BK通道的大型鉀離子通道，它是鉀離子進出細胞的門戶。通過聚焦這一離子通道，研究人員才有機會觀察到了一種本質上無序的蛋白質是如何在細胞內發揮功能的。
在新研究中，他們發現了一種內在無序的蛋白質具有使BK通道失活的功能。長期以來的觀念認為蛋白質的三維形狀決定了它的功能，新發現對此提出了挑戰，由此引出了科學家們特別的研究興趣。
（微小的通道，嵌入在細胞膜中對細胞的正常功能起至關重要的作用。負電荷的離子在這些通道中移動生成了可使細胞相互溝通的電信號。圖中紫色的鉀離子通過大型鉀離子通道狹窄的入口生成了可使細胞相互溝通的電信號。華盛頓大學的研究人員揭示了一種獨特的蛋白質如何短暫阻斷離子通過這些通道，使細胞能夠恢復確保可持續放電。）
麻醉學和神經生物學教授Lingle及同事對BK通道開啟及關閉時的電活動進行了監控。他們發現一種天然無序的無結構蛋白質以一種高度特異性的方式結合到了BK通道內的受體上，關閉了這一通道。這一“鎖-鑰”（ lock-and-key）機制對關閉或失活這一通道起至關重要的作用。
Lingle 說：“這一過程分為兩步，由此有別于過去描述的大部分的失活機制。我猜測這一結合到鉀通道受體上的蛋白質的一部分有可能通過了一些非常狹窄的空間，通過獲得一種無法定義的結構，蛋白質能夠輕易通過狹窄的空間，達到結合位點。”
Lingle和他的同事目前正在試圖解析在小鼠細胞中這些通道的運轉機制以獲得對于BK通道運轉生理效應的更多理解。
眾所周知，BK通道異常與癲癇、哮喘和心血管等疾病密切相關。更好地了解這些通道的運作機制有可能幫助科學家找到新的途徑治療這些疾病，以及確定調控這些通道的無序蛋白質結構域沒有明確結構的原因。
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