中外合作揭示阳离子-氯化物共转运体KCC1结构
作者：小柯机器人 发布时间：2019/10/25 15:17:09
浙江大学医学院郭江涛团队、德克萨斯大学西南医学中心白晓辰团队、天津大学叶升团队、范德堡大学Eric Delpire团队以及浙江大学物理学院李敬源团队，合作报道了人类阳离子-氯化物共转运体KCC1的冷冻电镜结构。相关论文发表在10月25日出版的《科学》杂志上。
研究人员报道了在2.9至3.5埃分辨率下，氯化钾或氯化钠溶液中人钾-氯共转运蛋白KCC1的冷冻电镜结构。KCC1以二聚体形式存在，胞外和跨膜结构域均参与二聚化。结构和功能分析以及计算研究表明，KCC1中有一个钾位和两个氯化物位，这些都是离子迁移活性所必需的。KCC1采用向内构象，并封闭了细胞外门。KCC1结构使研究人员能够对KCC中潜在的离子传输机制进行建模，并为药物设计提供蓝图。
据介绍，阳离子-氯化物共转运蛋白（CCC）介导阳离子与氯化物在质膜上的耦合的、电中性共价传递，对于细胞体积调节、肾脏盐分重吸收以及γ-氨基丁酸（GABA）介导的神经元调节至关重要。
附：英文原文
Title:Cryo-EM structures of the human cation-chloride cotransporter KCC1
Author:Si Liu1,2,*, Shenghai Chang1,3,*, Binming Han4,*, Lingyi Xu1,5, Mingfeng Zhang6, Cheng Zhao1,6, Wei Yang6, Feng Wang7, Jingyuan Li4,†, Eric Delpire8,†, Sheng Ye2,5,†, Xiao-chen Bai9,†, Jiangtao Guo1,6,†
Issue&Volume:2019/10/25
Abstract: Cation-chloride cotransporters (CCCs) mediate the coupled, electroneutral symport of cations with chloride across the plasma membrane and are vital for cell volume regulation, salt reabsorption in the kidney, and γ-aminobutyric acid (GABA)–mediated modulation in neurons. Here we present cryo–electron microscopy (cryo-EM) structures of human potassium-chloride cotransporter KCC1 in potassium chloride or sodium chloride at 2.9- to 3.5-angstrom resolution. KCC1 exists as a dimer, with both extracellular and transmembrane domains involved in dimerization. The structural and functional analyses, along with computational studies, reveal one potassium site and two chloride sites in KCC1, which are all required for the ion transport activity. KCC1 adopts an inward-facing conformation, with the extracellular gate occluded. The KCC1 structures allow us to model a potential ion transport mechanism in KCCs and provide a blueprint for drug design.
DOI:10.1126/science.aay3129
期刊信息
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