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强磁场中心在STIM1蛋白研究中取得进展
2015-07-23| 作者:刘重旭 | 【 【打印】【关闭】

STIM1是免疫细胞中一种重要的内质网钙离子感受器,在机体对抗病原体过程中,STIM1蛋白感受到细胞内的钙离子变化,启动免疫细胞的开关,在免疫功能中起至关重要的作用。近日,中科院强磁场科学中心王俊峰课题组与德州农工大学周育斌课题组、北京师范大学王友军课题组合作在STIM1蛋白的研究中取得进展,相关研究成果以“Inside-out Ca2+ signalling prompted by STIM1 conformational switch”为题发表在Nature Communications杂志上。

STIM1蛋白位于细胞的内质网膜上,它可以感受内质网内钙离子浓度的变化。当钙离子浓度较低时,它会被激活并与质膜上的ORAI1蛋白相互作用打开钙离子通道,使钙离子内流入细胞。当内质网内钙离子浓度恢复正常,它会与ORAI1蛋白解离,阻止钙离子内流,同时自身也恢复到非活化状态。这种由STIM1和ORAI1介导的钙池操纵性钙内流(store-operated Ca2+ entry) 是哺乳动物细胞内钙离子内流的一条主要途径。

然而,在钙离子信号传导过程中,关于STIM1蛋白作用的分子机制仍不明确。在该项研究中,研究人员得到STIM1蛋白跨膜区的一个功能获得性(gain-of-function)突变,并围绕该突变进行了一系列生化和细胞研究。研究结果揭示,由于跨膜区的局部重排(local rearrangement),而并不是跨膜区多聚状态的改变,促使STIM1胞内区域出现构象变化。此外,研究人员还鉴定了稳定STIM1自抑制构象的关键性残基区域。

最后研究人员提出一个新的STIM1蛋白由非活化状态到活化状态的作用模型,即内质网内钙离子信号由内向外传导的过程中,STIM1跨膜区起到关键作用,正是由于它的结构重排引起了STIM1-CT区的构象变化,进一步影响CT区与ORAI1的相互作用。该项研究工作提出了新的信号由内向外传导的分子机制,强调了跨膜区构象变化在信号传导过程中起到了至关重要的作用。

研究得到了国家基础研究计划(973计划No. 2012CB917202)经费支持。

文章链接:http://www.nature.com/ncomms/2015/150717/ncomms8826/full/ncomms8826.html

研究者提出的STIM1蛋白作用模型

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