解锁“冷冻电镜”领域！石云教授《Nature》发表最新成果

9月23日，南京大学医学院石云课题组与中国科学院生物物理研究所张凯和赵岩课题组作为共同通讯作者在全球顶级科研期刊《Nature》杂志发表了题为“Kainate receptor modulation by NETO2”的研究论文，研究团队揭示了NETO蛋白调控脑内红藻氨酸型谷氨酸受体功能的结构基础。这是我校2021年度第5篇正刊，也是南京大学首篇来自“冷冻电镜”领域的科研论文。

研究介绍

研究团队发现 NETO2的胞外区和红藻氨酸受体有广泛的结合面。通过揭示NETO2和GluK2受体氨基端结构域（ATD）以及配体结合结构域（LBD）的复杂结合模式，阐明了NETO2 如何调节受体门控动力学。研究也揭示了NETO2 的跨膜区如何影响受体通道的跨膜区和细胞内部的两个结构域，阐明了NETO2调控GluK2受体通道整流特性的机制。

神经递质是在突触传递中担任“信使”的特定化学物质，对维持机体的正常生理功能发挥着非常重要的作用。其中，谷氨酸是中枢神经系统中含量最高以及分布最广的兴奋性神经递质，在大脑的信息筛选、过滤、储存以及认知和学习等诸多方面发挥着不可替代的作用。

红藻氨酸受体 (KAR) 是一类离子型谷氨酸受体，由神经递质谷氨酸激活。它们不仅位于突触后以介导许多大脑区域的兴奋性神经传递，而且还出现在突触前以调节兴奋性和抑制性突触上的递质释放。NETO 蛋白是单程跨膜蛋白，其胞外结构域包含两个 C1r/C1s–Uegf–BMP 结构域（称为 CUB1 和 CUB2）和一个低密度脂蛋白 A 类结构域 (LDLa)。这些蛋白质已被确定为天然 KAR 的辅助成分，并显著影响 KAR 运输、门控和药理学。

更具体地说，NETO2 通过减缓失活和脱敏、加速脱敏恢复和减弱钙渗透性 KAR 的多胺阻断来调节 KAR 门控。尽管最近在分离 KARs的结构研究方面取得了进展，但 NETO 蛋白调节作用的分子基础仍不清楚。

在这里，该研究展示了拮抗剂结合闭合状态和激动剂结合脱敏状态下 GluK2-NETO2 复合物的结构，说明了 GluK2 和 NETO2 之间的相互作用和化学计量，以及 NETO2 对 GluK2 受体门控和孔特性的调节机制。此外，该研究的结构中提供了更完整的孔域，包括选择性过滤器的详细结构。研究结果对于理解兴奋性神经毒性和退行性神经病变提供了新的启示和视角。

图片解析

图1 GluK2-NETO2配合物的结构

图2 GluK2与NETO2的胞外相互作用

图3 GluK2的离子导电孔及内整流的调制机制

图4 脱敏的GluK2-NETO2配合物的结构

个人介绍

石云，现任南京大学模式动物研究所（Model Animal Research Center, MARC）暨教育部“模式动物与疾病研究重点实验室”教授，从事神经可塑性机制研究。发表SCI论文多篇，部分发表在Nature, Neuron, Cell Reports, PNAS, Nature Communications和eLife等知名杂志上。入选高层次青年人才计划，江苏省双创人才计划和江苏省杰出青年。

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来源：医学院、科技处、南大招生小蓝鲸

编辑：高沁彤、黄麒霖、沈文豪

责编：佘静