北京时间10月25日，浙江大学医学院郭江涛课题组、Dante Neculai课题组分别在《科学》杂志刊发长文，论述在钾-氯共转运蛋白的结构上的严重发现为医治癫痫供给新思路，以及在机体防护外来病原体和应激物机制上取得的严重突破为遗传性肠炎供给临床确诊新标志。
KCC的门开了，癫痫也就有治了
人体细胞内的钾、钠、氯等离子稳态是遭到严厉调控的，离子稳态一旦失衡，就会导致高血压、郁闷、癫痫等一系列疾病。
在细胞膜上，有一类被称为阳离子-氯离子共转运蛋白的蛋白质，能够带着离子进入和脱离细胞，然后有用调控细胞内的离子稳态。不过长期以来，因为缺少准确的结构信息，人们对这类蛋白的作业机理还不甚了解。
浙江大学医学院郭江涛课题组解析了这类蛋白质中的一个成员——人源钾-氯共转运蛋白KCC1的2.9埃高分辨率冷冻电镜结构，提醒了钾离子和氯离子的结合位点，提出一个钾-氯共转运机理的模型，这将为相关的疾病医治和药物规划供给新的视角。
10月25日，这项研讨刊登在《科学》（Science）上。浙江大学医学院刘斯博士、冷冻电镜中心常圣海博士和物理系硕士生韩斌铭为文章的一起榜首作者。
据郭江涛介绍，受限于钾-氯共转运蛋白的样品取得不易，较小分子量的膜蛋白的高分辨率结构解析一向具有挑战性两方面要素，KCC宗族的奥秘面纱一向未被揭开。
在浙江大学冷冻电镜中心的300 kv的高性能冷冻电镜Titan Krios助力下，刘斯博士经过很多的蛋白表达和纯化条件的优化，终究取得满足量的可用于冷冻电镜数据搜集的KCC1蛋白样品。
研讨人员发现KCC1是以二聚体的方式存在，它的跨膜区与胞外区均参加了二聚体的构成。在KCC1结构中，研讨人员判定出一个钾离子和两个氯离子的结合位点；结合离子转运试验、分子动力学模仿、结构比较等办法，该研讨阐明晰KCC1以1：1的份额一起同向转运钾离子和氯离子的分子机理。
“物质的跨膜运送是人体细胞与外界进行物质、能量和信息交流的重要途径”，郭江涛介绍说，“在转运钾离子和氯离子的过程中，KCC1就如同细胞膜上有一个旋转门，朝内这一侧的门先翻开，离子结合到KCC1上进入旋转门内；然后朝外这一侧的门翻开了，离子从旋转门开释到细胞膜外。”
据了解，KCC1的高分辨率电镜结构的取得，将有助于下一步规划针对KCC的药物，为医治癫痫等疾病供给协助。
两个蛋白在其位，有助肠炎被治好
近来，浙江大学医学院根底医学系Dante Neculai教授团队研讨发现，NLR宗族的两个重要受体蛋白NOD1和NOD2能够在棕榈酰搬运酶ZDHHC5的效果下发作棕榈酰化润饰，然后介导细菌性炎症信号通路的发作。
NOD1和NOD2是炎症性肠病（IBD）的先天性免疫的重要辨认受体，作为“岗兵”的模式辨认受体，它们各有各的岗位，有的在“城墙”上作业，有的在“城墙”内作业。
Dante Neculai团队的科研人员发现，NOD1和NOD2蛋白经过酯化润饰，把一个16碳的饱满脂肪酸衔接到了细胞膜疏水层，这就如同一个“锚”把岗兵固定在城墙内侧。棕榈酰化搬运酶（ZDHHC5）这个“司令”，把棕榈酰脂肪酸这个“锚”，安放给NOD1和NOD2蛋白这两个“岗兵”。这样，它们就能够老老实实呆在城墙内侧抵挡外敌（病原细菌）侵略。
也就是说，ZDHHC5遭到外来病原菌影响后，对NOD1、NOD2进行棕榈酰化润饰，然后这两个蛋白能够到膜上作业，介导细菌内吞。跟着细胞质联合构成内吞体，内吞体演变成晚期内吞体，之后各式各样的水解酶，把细菌耗费降解，降解成片断后，里边的有用成分能够经过内吞体上的转运体“通道”进入到细胞质中，进一步激活处于细胞质的NOD1、NOD2，激活下流的炎症反响。
Dante Neculai教授的团队选用新的蛋白互作质谱联用法(BioID)，酰基生物素置换法(ABE)及荧光素酶陈述体系，基因敲除鼠等手法，发现NOD1和NOD2的棕榈酰化润饰是影响其亚细胞定位及正确免疫应对功用的关键要素，并判定了NOD1和NOD2棕榈酰化的发作位点及相应的棕榈酰搬运ZDHHC5。ZDHHC5 首要定坐落细胞质膜，NOD1、NOD2 能够在此被棕榈酰化然后定坐落质膜。
别的，在沙门氏菌的侵袭下，ZDHHC5 能够被招募于含病原菌的内体膜，然后招引并润饰胞质内更多NOD1/2，使其定坐落内体膜。各种 SLC 宗族的转运蛋白将病原菌细胞壁中的肽聚糖组分转运至细胞质中(如MDP, DAP)，棕榈酰化润饰的 NOD1和NOD2能够辨认并诱发细胞内NOD1和NOD2介导的免疫应对，然后促进侵略者被自噬降解及宿主细胞炎症因子的开释。
“在全球范围内，肠炎每年会形成不计其数人的逝世。”浙江大学医学院根底医学系孙启明教授表明，现在的发现能够在临床上为遗传性肠炎供给确诊的新标志。未来还有望经过规划医治计划，开发潜在化合物让蛋白的功用康复，然后缓解或许治好炎症性肠病。
刊登在《科学》（Science）上的这项研讨，由浙江大学医学院根底医学系博士生陆喦、郑裕萍，加拿大Princess Margaret癌症研讨所研讨中心博士后 tienne Coyaud，浙江大学医学院根底医学系讲师张超为一起榜首作者。浙江大学医学院根底医学Dante Neculai教授、孙启明教授，加拿大Princess Margaret癌症研讨所研讨中心Brain Raught教授，多伦多St Michael医院Gregory D. Fairn教授为一起通讯作者。
（文中材料由课题组供给）
