从未谋面的国际合作打开膜通道蛋白开关
从未碰面的国际相助打开膜通道卵白开关
在真核环核苷酸门控离子通道（CNG）基因中，某些致病突变是导致失明和色盲的直接原因。为此，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）研究员李国辉团队与哥伦比亚大学传授杨建和阿希姆·弗兰克团队开展相助，在表明CNG的门控分子机理研究规模取得新希望，相关研究成就6月1日在线颁发于《自然-布局与分子生物学》。
“CNG离子通道主要漫衍在高档脊椎动物中枢神经系统中，而且与视觉神经传感和嗅觉神经传感密切相关。”论文作者之一、大连化物所副研究员张跃斌汇报《中国科学报》，“对CNG离子通道门控机理的研究对领略相关的致病机理和生物学进程有重要意义。”
图说：CNG离子通道冷冻电镜密度
据悉，在视细胞中，感光色素的光激活会低落细胞内cGMP配体的浓度，从而导致CNG通道封锁，使细胞膜发生超极化。在嗅觉神经元中，嗅觉受体被气味分子激活致使细胞内cAMP配体浓度增加，导致CNG离子通道开放，使细胞膜去极化。
以往研究概念认为，CNG离子通道的要害门控氨基酸是位于该卵白胞外区域的E379 ，李国辉团队前期通过理论模仿发明，CNG离子通道真正发挥门控浸染的要害氨基酸位于CNG离子通道S6螺旋上的F403和V407。
图说：CNG离子通道S6螺旋开放和封锁状态对等到双疏水门控要害氨基酸F403（上图）和V407（下图）构象翻转状态
理论计较还需要尝试来检讨。2017年，李国辉团队开始寻求尝试相助，来进一步论证团队理论研究的新发明。
通过多方探询，李国辉与杨建和阿希姆·弗兰克取得接洽。“此前，我与杨建和阿希姆·弗兰克并不领会，我们的交换相同主要通过邮件和微信开展。”李国辉回想道，“一场从未碰面的国际相助以后展开。”
杨建曾参加过相关研究，并通过原子判别率冷冻电镜技能首次展现了秀丽线虫的CNG离子通道TAX-4的全长布局，该布局被理会后发明处于与cGMP配体结适时的开放状态。阿希姆·弗兰克也是2017年诺贝尔化学奖得主之一，因发现单粒子冷冻电镜而闻名。
“两位传授团队的尝试功效证实了我们的理论计较是正确的。”张跃斌暗示，“然而中间的进程并非一帆风顺，因为对方开始的尝试反馈是我们预测的状态大概不太对。”
“我当初已经认为这大概是一场不乐成的国际的相助，并做好放弃的规划。”李国辉还记得，2019年春节前后，再次收到杨建的微信本身有点意外，杨建在微信里说：“我们做了布局尝试，跟你们预测根基一致。”
“没想到时隔两年，这场所作还可以从头启动。”李国辉叹息道，“这就是科研的魅力地址。
杨建和阿希姆·弗兰克团队通过单颗粒冷冻电子显微镜技能，别离理会了CNG通道开放状态、封锁状态和F403/V407双突变下的高判别三维布局，并通过电生理尝试证实了F403和V407双疏水阀在调控CNG通道离子传输的焦点浸染。
这项研究成就为CNG离子通道门控机理的分子基本提供新的认知，将来有主助于相关位点药物的研发，用于治疗神经系统疾病。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41594-020-0433-5
