施一公團隊解析出超復雜蛋白結構

• 2018年8月14日 FanTianQing來源：新浪網 1412 93
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8月10日，《科學》雜志在線刊發施一公團隊研究成果，首次解析了人源多囊蛋白1與多囊蛋白2形成的復合物的結構，分辨率達到3.6Å（埃，相當于10-10米）。

螞蟻搬家，“反推”出高精度三維結構

冷凍電鏡通過發射電子、并測定電子通過蛋白質分子后軌跡變化的方式，達到蛋白質結構A級精度地呈現。其每次掃描的視域非常狹小。因此，蛋白“上鏡”后，需要長時間運轉和巨量信息處理。對于超大結構的蛋白質來說，研究者將收集到倍數增加的大量數據，再通過計算進行結構的再現。

整個蛋白質三維結構的成型猶如螞蟻搬家，在獲得大量多角度二維圖片后，由后期的三維重建系統對圖片數據進行計算和重構，并通過可視化系統形成蛋白質三維結構的示意圖。

通過冷凍電鏡掃描，施一公團隊獲得了多囊蛋白1和多囊蛋白2形成的獨特一比三復合物結構，并對該結構和生化數據進行了進一步分析。

“面目”清晰，提出多囊腎發病機制新觀點

蛋白復合物的清晰面目為假說給出了“鐵證”或“反證”。研究團隊發現了與當下主流學術觀點相悖的多個現象。論文第一作者宿強解釋，“多囊腎研究領域內對這兩個蛋白是否形成鈣離子通道一直存有爭議，解析結構不支持復合物為鈣離子通道的假說。”

該復合物結構也刷新了結構生物學家對電壓門控離子通道類似折疊“長相”的認識。之前報道的大多數離子通道類似折疊結構或者是同源四聚體，或者是單鏈的假四次對稱體，這個卻是兩個蛋白組成的一比三的復合物。

“有意思的是，其中一個蛋白自己單獨也能形成四聚體。這種獨特的結構意味著不同的工作機理和調控方式，豐富了結構生物學家對電壓門控離子通道類似折疊蛋白組裝的理解。”宿強說。

15年前“出題”的論文中猜測多囊蛋白1和多囊蛋白2的“協作”模式有4種，隨著結構的清晰，這些假設將很快有明確答案，給多囊腎病的機制研究帶來有益的參考。

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多囊腎又名Potter(Ⅰ)綜合征、Perlmann綜合征、先天性腎囊腫瘤病、囊胞腎、雙側腎發育不全綜合征、腎臟良性多房性囊瘤、多囊病。我國1941年朱憲彝首先報道，本病臨床并不少見。多囊腎有兩種類型，常染色體隱性遺傳型（嬰兒型）多囊腎，發病于嬰兒期，臨床較罕見；常染色體顯性遺傳型（成年型）多囊腎，常于青中年時期被發現，也可在任何年齡發病。

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