来自霍德华休斯医学院生理学与生物化学系，加州大学旧金山分校，以及匹兹堡大学，德州大学西南医学中心（Southwestern Medical Center）的研究人员通过几个条件致死第二位点抑制因子（conditional lethal/second-site suppressor）酵母筛选确定了电压感应位点（voltage-sensing domains，VSDs）的穿膜包装（transmembrane packing），从而构建了一个以六对相互作用的蛋白质残基为构架基础的通道down state模式。这种模式与up state模式的比较让我们对于钾离子通道有了更深入的结构及功能上的了解。这一研究成果公布在《Nature》杂志在线版上。
领导这一研究的是著名的华裔生物学家詹裕农和叶公杼，介绍见后。
细胞离子通道的结构和功能正常是维持生命过程的基础，其基因变异和功能障碍与许多疾病的发生和发展有关。离子通道的主要类型有钾、钠、钙、氯和非选择性阳离子通道，其中电压门控性钾通道（Voltage-gated potassium (Kv) channels）是钾通道超家族中成员最多，最为复杂的亚家族。Kv主要包括Kvα亚单位和辅助亚单位两部分，目前发现Kv通道亚型或亚单位的突变与学习和记忆的损伤、共济失调、癫痫、神经性耳聋等一些神经性疾病的产生有关。
Kv通道孔环绕着4个电压感应位点VSDs，VSDs构象的变化可以调控植物钾离子的吸收和动物电兴奋性。这个过程由每一个BSD第四位穿膜片段（S4）上正电荷残基簇引发，然后将VSD导入一种负电压位置的down state状态，或者正电压的up state状态。虽然Kv1.2与up state也许有相互对应关系，但是对于down state的S4局部环境以及其电压门控变化的了解至今仍不是很清楚。
在这篇文章中，研究人员利用酵母筛选确定了down state状态下VSD的穿膜包装，这种筛选主要是通过KAT1（一种真核生物Kv通道）在down state位VSDs对钾离子引导，从而逆转钾离子转送缺陷型酵母来判断的。从条件致死型突变中KAT1通道上分析中，研究人员辨认了恢复酵母生长的第二位抑制突变，然后他们构建了一个以六对相互作用的蛋白质残基为构架的通道down state模式，而且通过空间构象抑制因子突变证实了这一模式。
进一步对比这一down state模式与up state Kv1.2结构，研究人员发现VSDs在gating过程中发生了大量的重整，但在这两种状态下，S4片段仍然保持在中心孔和和VSD其它部分之间。 （生物通：张迪）
附：
夫妇相随－－记华裔美国科学院院士伉俪
有这样一对夫妻，他们来自同一所大学，毕业后同时被美国加州理工学院录取，就读期间同时从物理系转到了生物系，并且在从助理教授，到副教授，再到教授的过程当中，他们也是巧合地同一年晋升，1984年，他们又一次同时被霍德华休斯医学院（HHMI）聘为研究员。他们就是来自旧金山加州大学的詹裕农(Yuh-Nung Jan)叶公杼(Lily Yeh Jan)夫妻。这一个又一个巧合好似浑然天成，但是1996他们同时当选为美国科学院院士却是来自妻子的坚持――1995年妻子叶公杼被评为美国科学院院士，但是因为丈夫未获提名而婉言拒绝了这一殊荣，直到次年詹裕农也获提名，这样又促成了他们“巧合”的同时成为美国科学院院士。
（詹裕农与叶公杼）
詹裕农叶公杼俩夫妇主要的研究方向是钾离子通道和果蝇神经发育，1986年他们在世界上首次克隆出了一种钾离子通道Shaker基因，这一工作与2003年的诺贝尔化学奖主题吻合，许多科学家表示获奖名单中没有他们的名字真是种遗憾。虽然未获得诺贝尔奖，但是詹裕农和叶公杼的工作得到了许多人的肯定，并且从他们实验室中也走出了多位华人科学家，其中包括获得Science杂志“青年科学家奖”的时松海，哥伦比亚大学杨建，麻省理工学院的沈华智和中国科学院上海交叉学科研究中心主任饶毅等等。
在各大顶级期刊，比如Cell，Science，Nature，Neuron等杂志上，詹裕农和叶公杼发表了许多文章，今年就有8篇。10月7日新一期Cell杂志题为“Common Molecular Pathways Mediate Long-Term Potentiation of Synaptic Excitation and Slow Synaptic Inhibition”的文章是他们的研究新成果。这篇文章从神经突触入手，研究发现CA1锥形神经元信号通路也可以引起慢抑制性突触后电位（slow inhibitory postsynaptic current ，sIPSC）的长时程增益作用（long-term potentiation，LTP）。
作者：
2007-1-23