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钙敏感受体,蛋白三维结构等登Nature China研究亮点

来源:生物谷
摘要:近期推荐研究文章包括:细胞分子生物学Tang,L。一些细菌在缺氧环境下,还可以利用肉碱作为电子受体,并将其转化为γ-三甲氨基丁内盐(γ-butyrobetaine)。大肠杆菌中的膜转运蛋白CaiT是一个具有12次跨膜螺旋的膜蛋白,它负责双向转运肉碱以及肉碱的代谢产物γ-butyrobetaine。关于转运机制,过去的研究认为,膜转运蛋白......

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2007年自然出版集团宣布《Nature》出版集团的新出版物、名为Nature  China的网站(www.naturechina.com.cn)正式启动。这一网站致力于聚焦中国大陆地区和香港的优秀科学成果,每周都会针对最新发表的论文,在此网站撰写摘要和评述。近期推荐研究文章包括:



细胞&分子生物学



Tang,  L.,  Bai,  L.,  Wang,  W.  H.  &  Jiang,  T.  Crystal  structure  of  the  carnitine  transporter  and  insights  into  the  antiport  mechanism.  Nature  Struct.  Mol.  Biol.  doi:10.1038/nsmb.1788  (2010).



肉碱(carnitine)在生物体内广泛存在,它在哺乳动物长链脂肪酸的β-氧化中发挥着重要作用。一些细菌在缺氧环境下,还可以利用肉碱作为电子受体,并将其转化为γ-三甲氨基丁内盐(γ-butyrobetaine)。大肠杆菌中的膜转运蛋白CaiT是一个具有12次跨膜螺旋的膜蛋白,它负责双向转运肉碱以及肉碱的代谢产物γ-butyrobetaine。关于转运机制,过去的研究认为,膜转运蛋白采用一种alternating-access的底物转运机制,即转运蛋白有inward-facing和outward-facing两种主要构象,通过在二者间的变换来转运底物。然而,由于缺乏足够的蛋白-底物复合物结构和功能实验证据,具体的作用细节还很不清楚。



经过长期努力,江涛课题组解析了膜转运蛋白CaiT与其底物L-肉碱复合物3.15埃分辨率的晶体结构。该晶体结构中,CaiT以三聚体形式存在,每个单体表现为介于inward-facing和outward-facing构象中间态的一种构象。每个CaiT分子结合了4个L-肉碱分子。这4个肉碱分子在CaiT的中心部位沿跨膜方向依次分布,勾勒出一条底物的转运通道。通过对关键氨基酸残基进行突变体转运实验,研究结果提示位于CaiT中心位置的主要结合位点和位于胞内通道底部的次要结合位点在转运过程中起重要作用。该项研究工作使得人们对于具有双向运输功能的膜转运蛋白的作用机制有了更加深入的认识。





临床医学



Wong,  K.  S.  L.  et  al.  Clopidogrel  plus  aspirin  versus  aspirin  alone  for  reducing  embolisation  in  patients  with  acute  symptomatic  cerebral  or  carotid  artery  stenosis  (CLAIR  study):  a  randomised,  open-label,  blinded-endpoint  trial.  Lancet  doi:10.1016/S1474-4422(10)70060-0  (2010).



大部分的脑中卒都源自脑部血管栓塞。对于某些血液中有微栓子或是小的血凝块的人而言,他们脑中卒发生几率将升高很多。



来自香港中文大学的Lawrence  Ka  Sing  Wong与研究团队的人员合作进行的随机临床试验发现,调查分析抗血凝药作为中卒二次预防的临床效果。研究结果显示,联合用药,阿司匹林配合clopidogrel使用预防脑内微小栓塞的效果比单独使用阿司匹林的效果更加。



研究小组选用100名近期有中卒病史的患者进行追踪调查,其中47名患者接受双重用药试验,另外的53名患者接受单一用药试验,这是个为期7天的临床试验。在试验过程中,第二天和第七天,所有患者接受颅部多普勒扫描,观察脑部的微小栓塞信号。



在第二天,12名接受双重用药的病人和27名接受单一用药的病人经多普勒扫描发现有微小栓塞信号。在药物副作用方面,两组病人所表现的结果是相似的,只有2个接受双重用药的患者有轻微的出血现象。



这些研究结果表明,双重用药是一种更为有效减轻栓塞,预防二次中风的有效办法。研究小组下一步的研究计划是,分析计算双重用药方式降低中风几率的具体百分数。(生物谷Bioon.com)





发育生物学



Sun,  W.  et  al.  Alterations  in  phosphorus,  calcium  and  PTHrP  contribute  to  defects  in  dental  and  dental  alveolar  bone  formation  in  calcium-sensing  receptor-deficient  mice.  Development  137,  985–992  (2010).



钙敏感受体(calcium-sensing  receptor,CaR)具有七个跨膜区的G蛋白耦联受体,它通过激活PLC系统引起肌浆网释放钙从而引起细胞内钙的升高,对细胞内环境的维持具有重要的意义。



将小鼠的CaR敲除后,小鼠表现出典型的佝偻病症状,包括生长发育迟缓,骨矿化。研究者发现抑制CaR敲除小鼠的PTH通路(甲状旁腺parathyroid  hormone)可逆转整个状况。苗登顺等人还发现,CaR在牙齿与牙槽发育过程中也发挥关键的作用。



苗登顺研究组发现,敲除CaR的小鼠牙齿发育异常,牙齿颗粒比正常小,牙槽骨峰也比正常小。同时,缺陷小鼠血液中的钙浓度含量偏高,血液中磷酸盐含量偏低,而PTH含量比正常小鼠高。



众所周知,甲状旁腺激素是调节1α(OH)ase酶的激素,抑制CaR缺陷小鼠的编码1α(OH)基因仅可以稍微减轻小鼠牙齿与牙槽发育的异常症状。不过,研究者发现,抑制PTH编码基因可以改变这一情形,不仅小鼠的血钙浓度,还有磷酸盐浓度和甲状旁腺浓度都可以恢复正常。



这些研究结果表明,CaR对牙齿和牙槽的发育具有重要的调节作用,CaR主要通过调节钙离子代谢影响牙齿与牙槽的发育。


作者: 2010-5-21
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