清华北大两位教授联合发表Cell：ATP敏感性钾通道结构

　　北京大学分子医学研究所，清华大学生命科学学院等处的研究人员发表了题为“Structure of a Pancreatic ATP-Sensitive Potassium Channel”的文章，报道了一个哺乳动物胰腺ATP敏感性钾通道的单粒子冷冻电子显微结构，分辨率达到了5.6 Å，为理解这一通道在多个生理进程中的作用提供了新的观点。

　　这一研究成果公布在1月12日的Cell杂志上，文章的通讯作者是北京大学分子医学研究所陈雷（Lei Chen）研究员，以及清华大学生命科学学院高宁（Ning Gao）研究员。这两位学者的主要研究方向分别为采用X射线晶体衍射和冷冻电镜等结构生物学手段，研究物质跨磷脂双分子层的转运机制，以及原核和真核核糖体体内组装的机制和调控以及蛋白翻译的调控机制研究。

　　ATP敏感性钾通道( ATP-Sensitive Potassium Channel，KATP通道)是受细胞内ATP浓度调控的一种内向整流钾通道，于1983年由Noma首先在心肌细胞中发现，这种通道的活性随胞内ATP浓度的升高而受到显著抑制，能使细胞内ATP水平与膜兴奋性耦合。这些通道在许多基本生理过程中起关键作用，参与了一系列代谢性疾病。

　　获取Lonza Poietics™ 人干细胞和培养基详细技术信息请填写联系方式

　　为了深入了解KATP通道的作用机制，在最新这项研究中，研究人员通过单粒子冷冻电子显微镜，获得了与非竞争性抑制剂glibenclamide构成复合物的一个异八聚体胰腺KATP通道的结构，其分辨率达到了5.6 Å。格列本脲（glibenclamide）是一种降血糖药物，主要通过增加门静脉胰岛素水平或对肝脏直接作用，抑制肝糖原分解和糖原异生作用。

　　从这一结构中，研究人员发现了四个SUR1调节亚基定位在其周围，并且通过SUR1的TMD0-L0片段，结合在中心Kir6.2通道四聚体上。glibenclamide绑定的SUR1利用TMD0-L0片段稳定处于闭合构象的Kir6.2通道。此外在另一个结构中，磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）能将glibenclamide结合SUR1的Kir6.2通道解偶联。

　　这些结构研究指出了KATP通道的一条重要调控分子机制，即通过降血糖药物glibenclamide，细胞内腺苷核苷酸浓度以及PIP2脂质共同完成的调控分子机制。

　　陈雷研究员早年从事AMPK调控分子机制的研究，博士后期间从事AMPA受体激活机制的研究。目前实验室致力于研究蛋白质，特别是细胞膜整合蛋白的工作机制。膜蛋白具有重要的生理功能：包括但不局限于物质转运、信号转导、催化反应等。深入理解膜蛋白工作机制对于我们理解生命过程、增进人类健康都有着重要意义。陈雷实验室当前的主要研究方向为与人类健康紧密相关的离子通道门控机制。比如ATP敏感的钾离子通道KATP。该通道是位于细胞膜上的能量感受器，它可以偶联细胞代谢水平和细胞膜兴奋性，并在胰岛细胞中控制胰岛素释放。