机械力离子通道蛋白三维结构获解析

来源：中国科学报 2015-10-22 彭科峰

　　近日，我国科学家成功解析了机械力敏感非选择性阳离子通道蛋白Piezo的三维结构，揭示了机械力感应这一类新型离子通道的作用机制。相关成果已在《自然》杂志发表。

　　机械敏感性阳离子通道通过机械力传导的过程，在将机械刺激转化为各种生物活动（如触觉、听觉和血压调控）中起着重要的作用。例如，能够感受机械力是触觉系统最为复杂精细的感知功能，保证了机体能够对各种机械力刺激作出反应以维持正常功能乃至存活，而对机械力反应的异常可导致疼痛和疾病。

　　人们推断，脊椎动物存在机械力敏感非选择性阳离子通道，并在机械力传感过程中起着重要作用，但是这一通道的分子生物学基础和作用机制一直未被确定。

　　清华大学研究员肖百龙的前期研究表明，Piezo蛋白以多聚体形式组成分子量约1.2兆道尔顿、由120~160次跨膜区组成的全新离子通道。在本项工作中，他与清华大学教授杨茂君、研究员高宁合作，应用蛋白质工程、X射线晶体学和单颗粒冷冻电镜技术，深入解析Piezo通道的结构功能关系，获得了分辨率为4.8埃的全长（2547个氨基酸）小鼠Piezo1的结构。这一发现对于进一步研究 Piezo通道在触觉/痛觉感受中的作用机制，揭示机械力敏感离子通道的作用规律，理解机械力传感这一重要生物学机制具有极大的科学意义和创新性。