MgtE是在原核生物和真核生物中广泛分布的镁离子通道，在细胞膜上介导镁离子内流，对镁离子具有高度选择性。MgtE与真菌在药物曝露后的生存能力相关。MgtE的人源同源蛋白SLC41的基因突变与高血糖、帕金森综合症、糖尿病、肾囊肿等疾患相关。在高含量镁离子条件下通道闭合，无镁离子条件下通道开放细胞膜离子通道，开放时细胞质结构域构型不均一。MgtE通道的闭合状态结构已由晶体学解析，开放状态结构仍未知。虽然MgtE有着重要的生物学功能，该通道蛋白在开放过程中的结构变化尚不清楚。
2021年4月27日，清华学院生命科学大学服部素之团队在PLOS刊物在线发表题为“TheofMgtEintheofnewinto”的文章，借助冷藏电镜单颗粒剖析技术解析了无镁离子条件下MgtE-Fab抗原复合物的结构，凸显了MgtE在无镁离子条件下预开放的状态，为MgtE通道开放机制提供了新看法。
MgtE-Fab抗体复合物结构
该冷藏电镜结构中，MgtE呈对称二聚体，Fab抗原分子结合在TM结构域的胞质侧，且难以观测到MgtE细胞质结构域的电子密度。离子传导孔坐落二聚体中心，在无镁离子条件下，在胞质端的保守的五味子丙酯官能团互相远离，孔道变宽。我们通过物理交联实验、分子模拟实验、大肠球菌遗传学实验等功能性实验验证了MgtE通道在胞质端的开放。但是，在离子传导孔周质端的保守的谷氨酸残基周围，孔道仍然闭合，说明通道没有完全开放。按照膜片钳记录结果，MgtE在无镁离子条件下处于开放和闭合之间的平衡状态，而不是处于连续开放状态。因而，我们的冷藏电镜结构可能代表了MgtE在无镁离子条件下的预开放状态。在这些预开放状态下细胞膜离子通道，MgtE的细胞质结构域完全无序，Plug螺旋没有与TM结构域互作，因而未能将通道锁定在闭合状态，因而通道在胞质端打开。
MgtE预开放的机制模型
同济学院生命科学大学的服部素之研究员为本文的通信作者，研究生金斐为本文第一作者。生命科学大学的麻锦彪院士和研究生苏世晨为本文共同作者。合作单位有中国药科学院、日本札幌学院、名古屋学院、东京学院以及京都学院。本研究为服部素之组织的科技部重大研究计划相关研究，因此项目的执行打下了特别好的基础。
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