Nature Communications | 望石技术应用案例:助力离子通道机制研究 Posted on 2月 28, 20232月 28, 2023Author stonewise 0 2023年2月23日,望石智慧研究团队助力中国科学院物理所姜道华研究员在Nature Communications期刊发表了题为:Structure of human NaV1.6 channel reveals Na+ selectivity and pore blockade by 4,9-anhydro-tetrodotoxin的研究论文。(文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36766-9) 该研究解析了人 NaV1.6/β1/β2和与胍盐神经毒素 4,9-脱水河豚毒素 (4,9-ah-TTX) 复合的冷冻电镜结构,并利用基于实验密度图的NCI(非共价键相互作用)指纹分析和分子动力学技术深入分析了小分子与蛋白的作用模式,为从分子机制层面揭示阻断剂抑制NaV1.6以及对不同钠通道选择性提供了有力支撑。 钠通道在中枢和周围神经系统的神经元中广泛表达,在调节神经元兴奋性方面起着关键作用。钠通道的功能障碍与癫痫性脑病、智力障碍和运动障碍有关,也是治疗这些疾病重要的药物靶点。目前虽然在临床上已经成功实现通过钠通道的抑制来控制在慢性疼痛、癫痫和心律失常等多种情况下发生的病理性放电,但是第一代钠通道调节剂药物对亚型选择性较低,因此急需新一代钠通道抑制剂。 基于实验密度图的NCI研究可以全面分析蛋白和小分子在时间平均效应下以及溶剂环境中的相互作用(该技术体系描述见:JCIM封面文章|望石原创研究成果助力AIDD行业突破数据困境)。该技术与分子动力学技术手段的有效配合,可以为小分子的选择性研究提供新的思路。在这项工作中,望石团队作为共同第一作者描述了结合位点附近不保守的甲硫氨酸(M1416)如何通过与周围的酸性氨基酸的连锁作用影响小分子结合的选择性。 关于姜道华研究员团队 姜道华研究员团队利用冷冻电镜,X-射线晶体学、生化和电生理手段长期专注于重要膜蛋白结构和功能的研究。代表工作包括:携带人类致病突变体的原核电压门控钠通道NavAb晶体结构、心脏钠离子通道Nav1.5以及通道蛋白结合抗心律不齐药物的冷冻电镜结构等。这些工作对钠通道激活和失活、离子选择性以及抗心律不齐药物结合机制的研究奠定了基础。