引言
2024年10月24日，復旦大學生命科學學院服部素之課題組與中國藥科大學理學院汪津課題組在PNAS發表文章Cryo-EM structure of the zinc-activated channel (ZAC) in the Cys-loop receptor superfamily。該團隊利用冷凍電鏡單顆粒分析技術首次解析了Cys-loop受體超家族中的一類鋅離子激活通道ZAC，並通過電生理技術對通道進行了突變分析。團隊在胞外結構域中鑒定出鋅離子活性相關位點，並發現該蛋白的通道構造有別於超家族其他成員，且找到離子選擇性相關的重要位點，為理解ZAC的離子傳導機制奠定了結構基礎。
圖 ZAC結構 （Credit: PNAS）
Cys-loop受體超家族是一類五聚體的配體門控離子通道，在人體神經系統中扮演關鍵角色，與多種神經退行性疾病相關。鋅離子激活通道ZAC是最近才發現的一類Cys-loop受體蛋白，而它的結構信息在過去一直缺失。服部素之團隊解析了來自青鱂的ZAC蛋白結構，該結構呈現子彈性狀的五聚體構造，構成通道的每個單體都由四個跨膜螺旋和一個含N端螺旋和10個β-摺疊的胞外結構域組成，表現出Cys-loop家族的常見構造。
從ZAC結構的表面靜電分佈來看，構成Cys-loop受體傳統神經遞質結合位點的loop C區域，以及靠近膜表面的Cys-loop區域，都呈現負電荷狀態，而這些負電荷位置在突變分析中都能影響ZAC的鋅離子活性，說明ZAC可能同時存在多個配體結合位點。
ZAC的離子通道最窄處在跨膜區域的Met261，這和其他Cys-loop蛋白的通道最窄處位置有所不同。在ZAC結構中測量Met261附近孔道半徑不足2.76Å，小於鈉離子的水合半徑。對組成跨膜通道的氨基酸做突變分析，推測出位於胞質側通道開口處的Gly247參與到通道的離子選擇性。
參考文獻
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2405659121
責編|探索君
排版|探索君
來源|BioArt
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