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脂与蛋白在水通道蛋白上相互作用结构被揭示

2005-12-05 08:38 Nature Nature 阅读 0
核心摘要: 研究人员通过电子显微镜高分辨率解析了水通道蛋白Aquaporin-0的结构,包括周围类脂分子,揭示了膜蛋白嵌入脂双层的机制。该发现阐明了AQP0突变导致白内障的分子基础,为理解水通道蛋白功能开关提供了新视角。

水通道蛋白(Aquaporin)在动物和植物细胞中已发现多种亚型。动物细胞中鉴定了水通道蛋白家族的六个成员,植物中也发现了类似功能的蛋白质。膜水通道蛋白AQP1于1988年发现,最初称为通道形成整合蛋白(CHIP),是人红细胞膜的主要蛋白,使红细胞快速膨胀和收缩以适应细胞间渗透性变化。AQP1也存在于其他组织细胞中,允许水自由通过(无需结合),但不允许离子或其他小分子(包括蛋白质)通过。

Aquaporin-0(AQP0)是哺乳动物眼睛晶状体纤维细胞膜中最丰富的蛋白,既是水通道,又起细胞接合部粘附分子的作用。研究人员通过电子显微镜以高分辨率确定了AQP0的结构,包括细胞膜中围绕的类脂,分辨率高到能分辨单个水分子。该结构首次展示了膜蛋白如何嵌入类脂双层。当晶状体纤维细胞间形成接合部时,相关类脂(通过与AQP0相互作用被部分固定)调控晶格触点。已知AQP0突变会引起白内障,这些突变可能干扰AQP0与类脂的相互作用,阻止AQP0嵌入类脂双层。

本期《自然》以封面形式报道了脂与蛋白质在Aquaporin-0相互作用的结构学机制,这一机制被揭示,促进人类了解白内障的关键机制,同时有助于了解Aquaporin-0蛋白开关机理,促进对水通道的了解。

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