中外合作揭示陽離子-氯化物共轉運體KCC1結構

中外合作揭示陽離子-氯化物共轉運體KCC1結構

作者：

小柯機器人

發布時間：2019/10/25 15:17:09

浙江大學醫學院郭江濤團隊、德克薩斯大學西南醫學中心白曉辰團隊、天津大學葉升團隊、範德堡大學Eric Delpire團隊以及浙江大學物理學院李敬源團隊，合作報導了人類陽離子-氯化物共轉運體KCC1的冷凍電鏡結構。相關論文發表在10月25日出版的《科學》雜誌上。

研究人員報導了在2.9至3.5埃解析度下，氯化鉀或氯化鈉溶液中人鉀-氯共轉運蛋白KCC1的冷凍電鏡結構。KCC1以二聚體形式存在，胞外和跨膜結構域均參與二聚化。結構和功能分析以及計算研究表明，KCC1中有一個鉀位和兩個氯化物位，這些都是離子遷移活性所必需的。KCC1採用向內構象，並封閉了細胞外門。KCC1結構使研究人員能夠對KCC中潛在的離子傳輸機制進行建模，並為藥物設計提供藍圖。

據介紹，陽離子-氯化物共轉運蛋白（CCC）介導陽離子與氯化物在質膜上的耦合的、電中性共價傳遞，對於細胞體積調節、腎臟鹽分重吸收以及γ-氨基丁酸（GABA）介導的神經元調節至關重要。

附：英文原文

 

Title:Cryo-EM structures of the human cation-chloride cotransporter KCC1

 

Author:Si Liu1,2,*, Shenghai Chang1,3,*, Binming Han4,*, Lingyi Xu1,5, Mingfeng Zhang6, Cheng Zhao1,6, Wei Yang6, Feng Wang7, Jingyuan Li4,†, Eric Delpire8,†, Sheng Ye2,5,†, Xiao-chen Bai9,†, Jiangtao Guo1,6,†

 

Issue&Volume:2019/10/25

 

Abstract: Cation-chloride cotransporters (CCCs) mediate the coupled, electroneutral symport of cations with chloride across the plasma membrane and are vital for cell volume regulation, salt reabsorption in the kidney, and γ-aminobutyric acid (GABA)–mediated modulation in neurons. Here we present cryo–electron microscopy (cryo-EM) structures of human potassium-chloride cotransporter KCC1 in potassium chloride or sodium chloride at 2.9- to 3.5-angstrom resolution. KCC1 exists as a dimer, with both extracellular and transmembrane domains involved in dimerization. The structural and functional analyses, along with computational studies, reveal one potassium site and two chloride sites in KCC1, which are all required for the ion transport activity. KCC1 adopts an inward-facing conformation, with the extracellular gate occluded. The KCC1 structures allow us to model a potential ion transport mechanism in KCCs and provide a blueprint for drug design.

 

DOI:10.1126/science.aay3129

 

Science：《科學》，創刊於1880年。隸屬於美國科學促進會，最新IF：41.037