2017年2月5日/生物谷BIOON/---借助一种最新的对分子进行深度冷藏的成像技术，来自英国洛克菲勒学院实验室的研究人员以史无前例的细节打造出三种离子通道的三维结构。这三种离子通道为特定的离子跨越细胞的保护膜提供通路。鉴于这种离子在容许细胞彼此之间进行通讯的生化信息传递中发挥着至关重要的作用，这种发觉为理解胸肌怎么收缩、心脏怎么维持它的节律和好多其他的生理过程形成影响。
为了获得这三种离子通道的结构，研究人员借助安装在伊芙琳-格鲁斯-理柏冷藏电子显微镜资源中心（GrussCryo-）的仪器捕获和搜集这种离子通道分子在一层薄冰中冻存时的图片。借助那些数据，她们在单个原子的水平上解析出这种离子通道的三维结构。洛克菲勒学院分子神经生物学与生物化学学实验室校长JohnD.院长说，“多亏就能直接测量用于可视化观察样品的电子的仪器，结构生物学已发生真正的改革。借助这些技术，基于单个随机定向的蛋白分子的图片解析出它们的高帧率结构是可能的。”获得这种结构促使研究人员研究常年存在的关于这种分子怎么发挥功能的问题、对它们的生物学机制形成新的认识和潜在地协助开发医治多种癌症的方式成为可能。
氯离子通道：微小变化，另一种工作方法
图片显示微小的变化，另一种工作方法，来自洛克菲勒学院分子神经生物学与生物化学学实验室。
氯离子通道CLC打开，被动地准许离子通过。但是，与它存在较高同源关系的另一种离子通道以另一种形式转移氯离子：用氢离子交换它。借助它们的结构数据，实验室博士后研究员Park和研究专家B.发觉有助解释这两种类似的离子通道如何以不同的形式工作的细节：一种环型结构在容许这种离子通过的孔内的位置。在这些交换性的离子通道中，已知这些环型结构部份上阻断这种离子的通路。在这些新的CLC结构中，她们观察到这些环型结构向上翻转，因而容许氯离子愈发自由地通过。相关研究结果发表在2017年1月26日那期刊物上，论文标题为“ofaCLCionbycryo-”。
“起搏器”通道：怎么逆转反应
图片显示怎么逆转反应细胞膜离子通道，来自洛克菲勒学院分子神经生物学与生物化学学实验室。
通过容许钾离子和钠离子跨越细胞膜，HCN通道引起节律性的联通号形成，包括肾脏中的除颤器电压。在类似的通道当中细胞膜离子通道，HCN通道对电势变化做出逆向反应致使它与众不同。当细胞降低一种讯号时，其他的通道会打开，并且HCN通道会关掉。当细胞返回静止时，不同于其他的通道，HCN通道会打开。洛克菲勒学院分子神经生物学与生物化学学实验室博士后研究员Chia-HsuehLee发觉造成这些差别的特点，如相比于存在同源关系的钾离子通道（蓝色），HCN通道的电势测量区（红色）显存在一个超长的臂状结构。在电脉冲开始形成以后，这些更长的臂状结构可能让HCN通道关掉时的孔保持稳定。相关研究结果发表在2017年1月12日那期Cell刊物上，论文标题为“oftheHumanHCN1-”。
Slo2.2：抑制激动性神经元的开关
图片显示抑制激动性神经元的开关，来自洛克菲勒学院分子神经生物学与生物化学学实验室。
为了制止高频电脉冲丧失控制，离子通道Slo2.2容许钾离子从细胞中流出，因而加以阻止。它这么做是对一种讯号形成期间钠离子涌向细胞做出的反应。洛克菲勒学院博士后研究员Hite和他的朋友们已解析出Slo2.2关掉并且它的周围不存在钠离午时的三维结构。在一项新的研究中，Hite让这些离子通道接触它的不同含量的触发离子，便于确定它在一种特定的钠离子含量下同时发生的所有结构的分布。结果表明这些离子通道仅存在两种构型：关掉构型和打开氢键。因而，当它打开时，它会经历一种明显的转变，类似于打开照明开关那样。相关研究结果发表在2017年1月26日那期Cell刊物上，论文标题为“ofSlo2.2,aNa+-K+”。
也是一名霍华德-休斯医学研究所成员，2003年获得诺贝尔物理奖。（生物谷）
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