發(fā)布日期：2018-01-02

在一項新的研究中，來自美國哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員首次獲得一種能夠讓上皮細(xì)胞吸收鈣離子的膜孔的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖片。這一發(fā)現(xiàn)可能加快開發(fā)校正與乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、前列腺癌和結(jié)腸癌存在關(guān)聯(lián)的鈣離子攝取異常的藥物。相關(guān)研究結(jié)果于2017年12月20日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Opening of the human epithelial calcium channel TRPV6”。

處于開放狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)的TRPV6通道，圖片來自Sobolevsky lab/CUMC。

盡管人體中的大部分鈣元素以礦物質(zhì)的形式存在于骨骼中，但是這種化學(xué)元素以離子形式運送到細(xì)胞中的數(shù)量是受到精心控制的。鈣離子在調(diào)控細(xì)胞功能中起著至關(guān)重要的作用。細(xì)胞通過特殊的可根據(jù)需要打開和關(guān)閉的膜孔或通道調(diào)節(jié)鈣離子攝取。TRPV6是一種位于腸道壁上皮細(xì)胞膜中的蛋白通道，促進(jìn)攝取膳食中的鈣離子。TRPV6通道功能異?？赡芡ㄟ^破壞對細(xì)胞增殖和細(xì)胞死亡的控制來促進(jìn)癌癥產(chǎn)生。

這些研究人員采用先進(jìn)的低溫電鏡技術(shù)來對TRPV6進(jìn)行成像。低溫電鏡技術(shù)是一種將上千張凍存分子的圖片組合成精細(xì)的三維圖像的成像技術(shù)。

通過比較通道蛋白TRPV6在打開和關(guān)閉狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，這些研究人員能夠確定這種通道蛋白的核心部分---四個緊密排列的螺旋蛋白片段---發(fā)生微小的扭曲，從而允許TRPV6打開。

論文通信作者、哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心生物化學(xué)與分子生物物理學(xué)副教授Alexander I. Sobolevsky博士說，“我們發(fā)現(xiàn)這種鈣離子通道對每個核心螺旋片段的中間部分發(fā)生的變化作為反應(yīng)而打開，從而導(dǎo)致這些蛋白片段彎曲并向外旋轉(zhuǎn)，這足以產(chǎn)生一個足夠?qū)挼拈_口，允許鈣離子通過。”

當(dāng)需要給細(xì)胞提供鈣離子時，這種通道蛋白能夠快速快速地在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換。

Sobolevsky博士說：“我們的研究結(jié)果將有助我們更好地理解TRPV6通道的變化如何導(dǎo)致癌癥等人類疾病，并且為開發(fā)糾正這些異常的藥物提供一種模板。”

來源：生物谷