TMEM16膜蛋白家族被譽為代表難以捉摸的鈣激活氯離子通道。然而，事實證明，大多數家族成員都是亂紋蛋白，這種蛋白在脂質膜的兩面都可以洗掉脂質，有些甚至沒有娛樂城廣告選擇性離子電導。在一項針對TMEM16家族的哺乳動物蛋白和真菌蛋白的新研究中，荷蘭格羅寧根大學結構生物學系的冷凍EM單元負責人克里斯蒂娜·保利諾（Cristina Paulino）和瑞士蘇黎世大學的同事展示了這些蛋白質的結構揭示了它們的功能。結果發表在期刊上的兩篇背對背論文中 電子生活.
早在1980年代，科學家發現了由鈣激活的特定氯離子通道。但是，直到2008年才發現這些通道的實際分子身份屬於TMEM16家族。保利諾說：“這些通道可用於治療囊性纖維化，在該疾病中，氯化物在肺和其他器官中的運輸失靈。”隨後，在人類基因組中發現了十個不同的TMEM16基因，但是當研究它們的功能時，結果令人驚訝。 “確實有兩個基因編碼了氯離子通道，但其餘的是亂鋸齒-一種使磷脂在脂質雙層的兩面之間移動的蛋白質。”
不對稱
細胞膜的脂質組成是不對稱的：內部和外部單層含有不同的磷脂。通過將特定的磷脂從膜的一側移到另一側，亂紋破壞了不對稱性。保利諾說：“這可能是一個非常強烈的信號。” ‘例如，如果脂質原本位於膜內側，則位於外部，則可以作為誘導細胞死亡的信號。或者，對於脂質scramblase TMEM16F，要啟動血小板中的血液凝固。因此，嚴格調節scramblase活性至關重要。但是，使事情複雜化的是，其中一些亂序酶蛋白也充當非選擇性離子通道。
作為Raimund Dutzler（現在是她的合作者）實驗室的一名博士後，Paulino解決了TMEM16A的cryo-EM結構，TMEM16A是TMEM16家族的一員，專門用作通道威力彩開獎號碼。當她將這種結構與真菌nhTMEM16 scramblase的X射線結構進行比較時，事情開始逐漸成熟：‘兩項研究都定義了該雙功能家族的標誌。我們可以理解相似的蛋白質結構如何適應這些不同的任務。儘管我們在脂質擾亂酶的結構中觀察到了脂質可以穿過的跨膜腔和膜可觸及腔，但是在氯離子通道的結構中，犁溝是封閉的，形成了一個孔，允許離子通過膜擴散。
大問題
但是，仍然存在很大的問題：“我們想知道補鈣酶是如何受鈣調節的，其中一些鈣離子如何同時促進離子遷移。”為此，她在格羅寧根大學新成立的研究小組與杜茲勒大學一起瑞士蘇黎世的一個研究小組著手研究哺乳動物TMEM16F蛋白，該蛋白在凝血中起著至關重要的作用。他們解決了在有或沒有c的環境中蛋白質的結構任你博娛樂城鋁，以捕捉打開和關閉狀態。但是，cryo-EM str都沒有線上娛樂城作品顯示出一個開放的狀態，有一個貫穿w的空腔新娛樂城體驗金磷脂和離子可以被轉運。 Paulino解釋說：“含鈣和不含鈣的結構只有很小的差異”。
有幾種可能的解釋：脂質c娛樂城體驗金500不能在沒有形成水腔的情況下進行運輸，或者實驗條件對於蛋白質採取“開放”狀態根本不是最佳條件。突變對不同位置的影響使得第一種選擇似乎不太可能。但是要取得進展，需要更多信息。 ‘因此，我們決定回到妞妞鐵支關於真菌nhTMEM16的研究。’
這些實驗證明更加成功。保利諾（Paulino）和她的同事觀察到一個開放的狀態，它的犁溝可以轉運磷脂。封閉狀態；以及可以允許離子傳輸的中間狀態。 ‘的確，我們發現所有三個狀態都存在鈣，這應該會誘發開放狀態。因此，我們的結果表明該結構是高度動態的，並且在不同狀態之間具有平衡。’完美分析運彩ptt這還意味著除鈣以外，還必須有一個額外的因素來調節TMEM16蛋白的活性，因為在細胞中，這些蛋白的活性緊密相關規範的。
不是黑白的
Paulino和她的同事們在理解TMEM16家族蛋白質如何運作方面已經走了很長一段路。 “我們現在知道這不是黑白情況：多種蛋白質構象處於動態平衡中。”在完全打開的狀態下，它們是稀疏的，而在中間狀態下，它們可以運輸離子。這表明這些蛋白質最初是亂鋸齒的，但其中一些可能演變為純離子通道，可能是通過有利於蛋白質中間形式的突變而形成的。
需要大量的結構和功能數據來了解TMEM16蛋白的複雜作用機理。對Paulino而言，這項研究再次證實了cryo-EM作為研究工具的力量：“這使我們能夠採樣活性結構的動力學，並觀察蛋白質可能處於的多個不同狀態。”
本文已由格羅寧根大學提供的材料重新發表。注意：材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息，請聯繫引用的來源。
參考文獻：
卡羅來納州Alvadia，Novandy K Lim，Vanessa Clerico Mosina，Gert T Oostergetel，Raimund Dutzler和Cristina Paulino：鼠類脂質scramblase TMEM16F的低溫電磁結構和功能表徵。 電子生活 2019年3月12日DOI：10.7554 / 電子生活.44365。
Valeria Kalienkova，Vanessa Clerico Mosina，Laura Bryner，Gert T Oostergetel，Raimund Dutzler，Cristina Paulino：冷凍EM顯示的scramblase nhTMEM16的逐步激活機制。 電子生活，2019年3月12日DOI：10.7554 / 電子生活.44364。
