7月14日，中国科学院上海生命科学研究院上海药物研究所蒋华良课题组与神经科学研究所徐天乐课题组在国际权威学术期刊《科学公共图书馆·生物学》（PLoS Biology）联合发表了关于1型酸敏感离子通道（ASIC1）门控机制的最新研究成果，深入阐述了ASIC1的分子动力学基础。

膜受体离子通道作为细胞内外信号传递的关键枢纽，参与了学习记忆、疼痛感知、情绪调节及肌肉收缩等多种生物学功能。专家指出，离子通道结构与功能的异常与多种疾病密切相关，因此以离子通道为靶点的药物研发备受关注。离子通道的变构激活（门控）机制是理解其生物学功能和药物设计的核心，但由于门控过程伴随大幅构象变化，传统研究手段难以全面揭示其动态机制。

蒋华良与徐天乐课题组的合作研究通过结合计算生物学和电生理实验，成功突破了这一技术瓶颈。研究发现，ASIC1作为对胞外酸化极为敏感的受体，其胞外结构域内在旋转及“手指”和“拇指”子结构域间的协同运动，是驱动通道由胞外区传递至跨膜区产生“扭曲打开（Twist-to-open）”构象变化的关键动力学过程。

具体而言，蒋华良课题组博士后阳怀宇利用原子尺度的分子动力学模拟揭示了ASIC1结构域间的协同运动模式，提示质子结合诱导的构象变化通过变构通路调控通道开闭。随后，徐天乐课题组博士后于烨及博士生李伟广基于计算预测设计了一系列ASIC1突变体，并通过电生理技术验证了这些突变对门控功能的影响，明确了内在动力学与门控机制的紧密联系。

该研究首次实现了计算模拟与实验验证的高效结合，为复杂离子通道门控机制的系统研究提供了范例。蒋华良和徐天乐研究员表示，ASIC1的结构解析为门控机制研究奠定了基础，联合运用计算与实验手段极大提升了研究效率和深度，推动了离子通道生物学及药物设计领域的发展。

本项目获得科技部、国家自然科学基金委、上海市科委及中国科学院的资助支持。

（来源：科学时报 黄辛）