清华大学颜宁教授Nature发表CAV的重要成果

　　2016年09月05日讯 国际著名期刊《Nature》在线刊登了清华大学、北京生命科学研究所的一项重要成果，题为“Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6?? resolution”。这项研究在3.6??的标称分辨率上，解析了兔Cav1.1复合物的冷冻电子显微镜结构。

　　清华大学的颜宁（Nieng Yan）教授是这篇论文的通讯作者。2007年作为普林斯顿大学博士的颜宁受聘于清华大学医学院，成为清华最年轻的教授、博士生导师。在回国的几年间，颜宁教授研究组主要聚焦于膜蛋白、胆固醇代谢调控通路相关因子的结构生物学研究，在Science、Nature、Cell等杂志上发表多篇重要的论文，并荣获了中国青年女科学家奖、HHMI国际青年科学家奖等奖励（Nature：中国科学之星颜宁）。清华大学医学院副研究员周强博士和北京生命科学研究所研究员董梦秋博士，都是本文共同作者。

　　电压门控钙离子（Cav）通道可将膜电信号转化成细胞内Ca2+介导的事件。在哺乳动物的十个Cav通道亚型中，Cav 1.1被指定为骨骼肌的兴奋-收缩偶联。

　　在这项研究中，研究人员在3.6??的标称分辨率上，解析了兔Cav1.1复合物的冷冻电子显微镜结构。离子导电α1亚基的内闸门是关闭的，所有四个电压传感结构域都采用一个“向上”的构造，这意味着一个潜在失活的状态。孔结构域延长的胞外环，是由多个二硫键稳定的，在选择性过滤器上面形成一个窗口化的圆顶。圆顶的一面为α2δ-1-亚基提供停靠的站点，而另一面则可能通过其表面负电位吸引阳离子。

　　细胞内I-II和III-IV连接器螺旋分别与β1a亚基和α1的羧基末端结构域相互作用。粒子的分类产生了两个额外的重建，显示β1A的显著位移和α1的相邻元素。CaV1.1复合物的原子模型，为兴奋-收缩偶联的机制理解，奠定了基础，并为Cav和Nav通道的功能和疾病机制的分子解释，提供了一个三维的模板。

　　去年12月份，颜宁教授带领的研究小组，分离出了来自兔骨骼肌的Cav1.1复合物，并采用单颗粒冷冻电镜技术借助直接电子检测和先进的图像处理确定了它的结构。获得这一伪四聚体真核生物Cav通道与其辅助亚基的复合物的详细结构，为认识相关通道的功能和疾病机制提供了重要的框架。这一重要的研究成果发布在12月18日的《科学》（Science）杂志上。

　　今年5月，颜宁带领的研究小组，与中科院微生物研究所的研究人员合作，在《Cell》杂志发表的一项研究中指出，他们采用单粒子低温电子显微镜（cryo-EM）技术获得了了分辨率为4.4埃（？）的全长人类NPC1的结构，及NPC1与埃博拉病毒（EBOV）酶切后糖蛋白（GPcl）的复合物的低分辨率结构。由此认识了NPC1介导胆固醇转运和埃博拉病毒感染的结构机制。

　　今年8月份，颜宁课题组与剑桥生物医学院的研究人员证实，兰尼碱受体1（RyR1）的中央结构域是远距离变构门控通道开放的传感器。这一研究发现发布在7月29日的《Cell Research》杂志上。