據(jù)上海恒遠(yuǎn)生物報(bào)道：
2016年9月6日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》雜志在線(xiàn)發(fā)表了南京大學(xué)模式動(dòng)物研究所石云研究組題為“GluA1 Signal Peptide Determines the Spatial Assembly of Heteromeric AMPA Receptors”的最新研究論文。研究報(bào)道了石云研究組在谷氨酸受體空間結(jié)構(gòu)方面的重要研究進(jìn)展。博士后何雪妍和博士生李燕軍為論文共同第一作者，石云教授為論文通訊作者。
大腦內(nèi)的神經(jīng)細(xì)胞之間通過(guò)微小的特化結(jié)構(gòu)——突觸進(jìn)行信號(hào)的交流。當(dāng)一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞將它編碼的信號(hào)傳給下級(jí)神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，會(huì)在突觸中釋放化學(xué)信號(hào)谷氨酸。谷氨酸結(jié)合到突觸后膜(下級(jí)神經(jīng)細(xì)胞)上的谷氨酸受體從而將信號(hào)傳遞到下級(jí)神經(jīng)細(xì)胞。突觸后膜上的一種重要的谷氨酸受體被稱(chēng)為AMPA受體，主要由GluA1和GluA2兩種不同的蛋白亞基組成。為了揭示這種異源AMPA受體的分子構(gòu)成以及空間結(jié)構(gòu)，研究者設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)。他們以同源AMPA受體(GluA2四聚體)的晶體結(jié)構(gòu)為模板，使用Cysteine Crosslinking的技術(shù)來(lái)探究各個(gè)蛋白亞基之間的接觸面，從而揭示異源AMPA受體的空間排列。石云實(shí)驗(yàn)室的研究揭示了每個(gè)AMPA受體由兩個(gè)GluA1和兩個(gè)GluA2蛋白亞基構(gòu)成，并且有著固定的空間排列，稱(chēng)作1-2-1-2構(gòu)型。
在進(jìn)一步探討這種空間結(jié)構(gòu)是由哪個(gè)結(jié)構(gòu)域決定時(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人驚訝的結(jié)果：AMPA受體的空間排列是由“信號(hào)肽”序列決定的。當(dāng)交換GluA1和GluA2的信號(hào)肽時(shí)，盡管成熟蛋白的氨基酸序列沒(méi)有變化，GluA1和GluA2的空間位置會(huì)互相交換，從而形成2-1-2-1的空間排列方式(圖1)，更進(jìn)一步的研究表明是GluA1的信號(hào)肽決定了AMPA受體的空間構(gòu)型。信號(hào)肽是位于蛋白肽鏈前端的20-40個(gè)氨基酸序列，一般會(huì)在蛋白質(zhì)成熟之前被切掉。經(jīng)典理論告訴我們，蛋白質(zhì)的初級(jí)結(jié)構(gòu)(氨基酸序列)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)(空間結(jié)構(gòu))。石云研究室的研究結(jié)果顯然與這一理論不同。
總之，石云實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果不僅解析了腦內(nèi)一種重要谷氨酸受體的分子結(jié)構(gòu)，而且揭示了信號(hào)肽的一個(gè)全新功能。那么信號(hào)肽是如何決定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)呢?石云研究室的結(jié)果為未來(lái)的研究提出了新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。
上海恒遠(yuǎn)解析：谷氨酸受體分為兩類(lèi)：一類(lèi)為離子型受體，包括：N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDAR）、海人藻酸受體(KAR)和α-氨基-3 羥基-5 甲基-4 異惡唑受體（AMPAR），它們與離子通道偶聯(lián)，形成受體通道復(fù)合物，介導(dǎo)快信號(hào)傳遞；另一類(lèi)屬于代謝型受體(mGluRs)，它與膜內(nèi)G-蛋白偶聯(lián)，這些受體被激活后通過(guò)G-蛋白效應(yīng)酶、腦內(nèi)第二信使等組成的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)起作用，產(chǎn)生較緩慢的生理反應(yīng)
原創(chuàng)作者：上海恒遠(yuǎn)生物科技有限公司
