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重磅推荐|3篇Nature同时报道TRPML蛋白冷冻电镜结构

2017-10-13 刘盼 iNature

iNature:瞬时粘液蛋白电位受体1(TRPML1)是一种Ca 2+释放的阳离子通道,其介导溶酶体的钙信号和溶酶体体内平衡。 TRPML1中的突变导致IV型粘液脂血症,一种严重的溶酶体储存障碍。在这里,Li研究组报告全长人TRPML1的两个电子冷冻显微镜结构:在封闭状态下pH 7.0的3.72埃-apo结构,以及处于开放状态的pH6.0的3.49埃-激动剂结合结构。Li研究组的工作揭示了TRPML通道的调节机制,有助于更好地理解TRP通道活化,并提供对了解粘液脂血症IV型发病机制。同时,另外2篇文章分别阐述了TRPML1及TRPML3的结构,这也说明了TRPML结构的重要性,对于疾病的理解,更深一层。



TRPML1是瞬时电位受体(TRPML)通道的粘蛋白亚家族的蛋白成员,是一种哺乳动物内内含体阳离子可渗透性通道【1-3】,是运输【4-6】和自噬相关事件的重要调节因子【7-9】, TRPML1的活性受溶酶体腔和细胞溶质空间中的Ca2 +和H +的浓度调节.TRML1也作为质子露出口,负责防止溶酶体过度酸化【10,11】。TRPML1由各种小分子化合物【12,13】{例如,粘蛋白合成激动剂1(ML-SA1)和MK6-83)和磷脂酰肌醇-3,5-二磷酸酯(PtdIns(3,5)P2)}【14,15  】,并被鞘磷脂和PtdIns(4,5)P216抑制。通过TRPML1从溶酶体腔向细胞质转移Ca2 +,在许多内体细胞依赖性细胞过程【2,3】(如胆固醇积聚,脂质运输,胞吐作用和自噬)中是必不可少的。 TRPML1中的突变,导致神经退行性溶酶体贮积病-4型粘液性脂蛋白血症【17-19】,出现认知,语言和运动缺陷以及视网膜变性【20,21】。


TRPML离子在原虫中【16,22】广泛存在。 另外,在哺乳动物细胞中,两种TRPML蛋白TRPML2和TRPML3,与TRPML1在一些高度保守的结构域里面,序列高度一致。TRPML2表达高度限于淋巴细胞等类型的免疫细胞【23】,而在Trpml3功能突变的小鼠中,会出现耳聋,色素沉着缺陷和盘旋行为【24,25】。 因此,TRPML1及TRPML3的结构可能对于更进一步了解Ca 2+介导的溶酶体活性,溶酶体离子,体内平衡,粘液脂蛋白IV型发病机制及功能,具有重要的意义。



电子冷冻显微镜(cryo-EM)的突破加速了TRP通道【26-34】的结构测定,并提供有价值的见解功能机制和分子动态学视角。 最近,人类TRPML1的结构已报道腔内结构域【35】。 该结构具有类似的向PKD2 【32】的多囊性结构域的结构, 然而,TRPML1的全长结构和其调控机制尚待阐明。




Li研究组报告全长人TRPML1的两个电子冷冻显微镜结构:在封闭状态下pH 7.0的3.72埃-apo结构,以及处于开放状态的pH6.0的3.49埃-激动剂结合结构。Li研究组的工作揭示了TRPML通道的调节机制,有助于更好地理解TRP通道活化,并提供对了解粘液脂血症IV型发病机制。



延伸阅读

原文链接

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature24055.html

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature24036.html

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature24035.html





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