蔡时青:Cell 子刊解析钾离子通道功能调控

来源:生物通 / 作者: / 2017-01-11
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在内质网(ER)中,通道亚基的四聚体装配对于 K + 通道的表面表达和功能,是至关重要的,但是这一过程背后的分子机制,仍然是不清楚的。近期,来自中科院上海生命科学研究院神经科学研究所蔡时青研究员带领的研究小组通过遗传筛选发现,ER 中含有 J 结构域的分子伴侣(J 蛋白),对于秀丽隐杆线虫和人类细胞中 ether-a-go-go 相关基因(ERG)K + 离子通道的生物合成及生理学功能,是至关重要的。

本文通讯作者是中科院上海生命科学研究院神经科学研究所离子通道调控研究组组长、博士生导师蔡时青研究员。蔡时青博士 1997 年毕业于中国农业大学,2002 年于中科院上海植物生理生态研究所获博士学位,2004 年至 2009 年在美国新泽西医科牙科大学从事博士后研究。2009 年回国担任中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所离子通道调控研究组组长、博士生导师。2011 年入选中国科学院 “百人计划” 择优支持。主要研究离子通道功能调控和神经系统老化机制。

功能性的离子通道是由单个亚基组装形成的。例如,四个 K + 通道亚基被循环排列形成离子选择性孔道,离子穿过脂质膜的物理途径。因此,齐聚反应对于离子通道的功能是必不可少的,因为它们的传导、离子选择性和门控,都依赖于亚基之间的相互作用,并且它们到质膜结构的运输需要合适的四级结构。因此,离子通道的折叠、装配以及运输背后的细胞过程需要精确调节,才能达到适当的通道密度和在质膜中发挥作用。然而,调节内质网(ER)中通道亚基组装成功能性低聚物的分子机制,我们还知之甚少。

在这项研究中,研究人员通过遗传筛选发现,ER 中含有 J 结构域的分子伴侣(J 蛋白),对于秀丽隐杆线虫和人类细胞中 ether-a-go-go 相关基因(ERG)K + 离子通道的生物合成及生理学功能,是至关重要的。人类 J 蛋白 DNAJB12 和 DNAJB14 可通过一种热休克蛋白(HSP)70 依赖性的机制,促进 ERG(和 Kv4.2)K + 通道亚基的四聚体装配,而在体外和线虫中,没有经过齐聚反应的突变 DNAJB12,本身不能将 ERG 通道亚基装配成四聚体。过表达 DNAJB14 可显著修复人类 ether-a-go-go 相关基因(hERG)突变通道(与长 QT 综合征 LQTS 有关)的缺陷功能。因此,分子伴侣蛋白对于 K + 通道的亚基稳定性和组装,是必需的。

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