大腦神經元中特殊的離子通道

2021-02-23 生物通

體內大多數細胞的表面都具有一些讓鉀離子通過的小孔。在控制這些正電荷離子流動的同時，這一通道幫助細胞維持了它的電平衡。

一種特定類型的鉀通道Eag1被發現存在於一些細胞類型：大腦的神經元，生成肌纖維的胚胎細胞，和一些腫瘤細胞中——人們認為在那裡Eag1發揮了一種促癌作用。然而目前尚不清楚Eag1與其他鉀通道的差異，或它的確切作用機制。顏寧再發《Science》文章：解析關鍵離子通道

洛克菲勒大學的兩位研究人員朝著答案邁出了第一步。利用洛克菲勒大學的低溫電子顯微鏡新設施，他們確定了Eag1的結構。他們的研究結果發布在8月11日的《科學》（Science）雜誌上。

像其他一些鉀通道一樣，當Eag1感知到電位改變時會開放，這正好發生在神經元發送信號之時。在作者提供的視頻中，讓研究人員最感興趣的部分就是通道中跨越細胞膜以黃色和綠色出現的部分。

這包括負責檢測電變化的傳感器（黃色），和形成鉀離子通過孔道的組成部分（綠色）。其餘部分定位在細胞的內部。研究人員還確定了另一個叫做鈣調蛋白（紫色）的分子的結構，它結合了Eag1，將Eag1固定在閉合位置。

論文的第一作者、Roderick MacKinnon實驗室的博士後Jonathan Whicher說：「在這一結構中，我們看到了在跨越細胞膜的部分Eag1與其他鉀通道之間一些重要的差異。這讓我們更好地認識了這一通道的組成元件在分子水平上的運作機制，它在正常細胞或癌細胞中的作用。」

這項研究是朝著找到一些分子抑制或控制這一通道邁出的早期的一步。這些分子轉而可以為進一步探究Eag1在癌症中的作用，或開發出新療法提供有價值的工具。

這項研究也填補了在認識鉀通道內部運作機制方面一個重要的空白，這是MacKinnon分子神經生物學實驗室的主要焦點。在2003年，洛克菲勒大學教授、霍華德休斯醫學研究所研究人員因首次捕捉到了一個鉀通道的三維結構而獲得了諾貝爾獎。

原文標題

Structure of the voltage-gated K+ channel Eag1 reveals an alternative voltage sensing mechanism

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