颜宁团队今年已发5篇Science/PNAS等顶级论文

3 月 16 日,颜宁团队 背靠背宣布 两篇 PNAS 论文。不止如此,据颜宁教授本人在微博上透露,颜宁团队是“三篇顶尖论文在同一周宣布”,其间一篇还因“达不到 Yan Lab 的标准”,被差一个层次数据的论文抢先了发了 Cell,而憾失一篇 Cell 论文(颜教师表示真心对不起这位同学)

颜宁团队今年已发 5 篇 Science/PNAS 等顶级论文

颜宁团队今年已发 5 篇 Science/PNAS 等顶级论文
图源颜宁微博 @nyouyou

据不完全统计,2021 年,颜宁团队已在 Science,PNAS 等尖端期刊宣布 5 项研讨成果,在电压门控钠(Nav)通道,己糖蛋白等结构取得了重要发展。5 篇论文如下:

颜宁团队今年已发 5 篇 Science/PNAS 等顶级论文

颜宁实验室成员组合照(普林斯顿大学的刘易斯·托马斯实验室大楼外)图源返朴

01

2021 年 3 月 16 日 普林斯顿大学颜宁及清华大学潘晓静 一起通讯在 PNAS 在线宣布题为 “Comparative structural analysis of human Nav1.1 and Nav1.5 reveals mutational hotspots for sodium channelopathies” 的研讨论文。研讨报告了分辨率为 3.3Å的全长人 Nav1.1-β4 复合体的 cryo-EM 结构以及随附论文中的 Nav1.5-E1784K 变体,别离处理了 Nav1.1 和 Nav1.5 中多达 341 和 261 种与疾病相关的错义骤变。

颜宁团队今年已发 5 篇 Science/PNAS 等顶级论文

在人类电压门控钠(Nav)通道的 9 个亚型中,脑和心脏亚型 Nav1.1 和 Nav1.5 各自带着 400 多个错义骤变,别离与癫痫和心脏疾病有关。高分辨率结构关于疾病变体的结构 - 功用联系解剖是必需的。
该研讨该研讨报告了分辨率为 3.3Å的全长人 Nav1.1-β4 复合体的 cryo-EM 结构以及随附论文中的 Nav1.5-E1784K 变体。别离处理了 Nav1.1 和 Nav1.5 中多达 341 和 261 种与疾病相关的错义骤变。比较结构剖析显现了 Nav1.1 和 Nav1.5 共有的几类疾病骤变。其间,孔结构域上方的细胞外环上的大多数骤变以及选择性过滤器的支撑片段或许会危害结构完整性,而孔结构域和电压感应结构域上的那些骤变大多会搅扰机电耦合和快速失活。该研讨对这些骤变的体系结构描绘供给了对其致病机制的重要见地,这将有助于开发针对各种钠通道病的准确医治性干涉办法。

02

2021 年 3 月 16 日 普林斯顿大学颜宁及清华大学潘晓静 一起通讯在 PNAS 在线宣布题为 “Structure of human Nav1.5 reveals the fast inactivation-related segments as a mutational hotspot for the long QT syndrome” 的研讨论文,该研讨介绍了人类 Nav1.5-E1784K 变体的 cryo-EM 结构,其总分辨率为 3.3Å。其结构几乎与结合奎尼丁的野生型人 Nav1.5 的结构相同。
颜宁团队今年已发 5 篇 Science/PNAS 等顶级论文
Nav1.5 是心脏中首要的电压门控 Na +(Nav)通道。Nav1.5 骤变与各种心脏疾病有关,例如 3 型长 QT 综合征(LQT3)和 Brugada 综合征(BrS)。E1784K 是在 LQT3 和 BrS 患者中均发现的常见骤变。
91 和 178 点骤变别离与 LQT3 和 BrS 相关的结构作图提醒了 LQT3 骤变的一起散布形式。BrS 骤变在结构上均匀散布,而 LQT3 骤变则首要集合在重复 III 和 IV 中与门控,电压感应特别是失活有关的片段上。总归,给出的结构剖析供给了对几种首要通道病变中数十个 Nav 骤变的全面概述,为准确理解其致病机理奠定了根底,并提醒了过去几十年堆集的大量实验和临床调查的分子根底。

03

2021 年 3 月 8 日 普林斯顿大学颜宁团队 ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION(IF=13)在线宣布题为 “Structural Basis for Pore Blockade of the Human Cardiac Sodium Channel Nav1.5 by the Antiarrhythmic Drug Quinidine” 的研讨论文,该研讨介绍了以 3.3Å分辨率结合于奎尼丁(一种 Ia 类抗心律不齐药物)的全长人 Na v 1.5 的冷冻电镜结构。

颜宁团队今年已发 5 篇 Science/PNAS 等顶级论文

Na v 1.5 是心脏中首要的电压门控 Na +(Na v)通道,是 I 类抗心律不齐药物的首要靶标。
奎尼丁在孔结构域中坐落选择性过滤器的正下方,并由重复序列 I,III 和 IV 的残基协调。奎尼丁对孔的阻滞是通过直接阻挠离子浸透路径和诱导旋转固定细胞内门的不变 Tyr 残基来实现的。在存在 flecainide(一种 Ic 类药物)的情况下,与截短的大鼠 Na v 1.5 进行结构比较,发现孔域内两种抗心律不齐药物的一起结合姿势。总归,该研讨提醒了 I 类抗心律不齐药物效果机理的分子根底。

04

2021 年 1 月 14 日 普林斯顿大学颜宁及清华大学闫创业共(西湖大学为榜首单位)同通讯 Science 在线宣布题为 “A structure of human Scap bound to Insig-2 suggests how their interaction is regulated by sterols” 的研讨论文,该研讨介绍了在 25HC 存鄙人对人 Scap 和 Insig- 2 复合物的冷冻 EM 剖析,以平均分辨率为 3.7Å确定了跨膜(TM)域。处理了 Scap 中的固醇感测域(SSD)和 Insig- 2 中的一切六个 TM。25HC 分子夹在 Scap 的 S4-S6 片段与膜腔小叶中 Insig- 2 的 TMs 3/ 4 之间。Scap-S4 段中间的打开关于 25HC 结合和 Insig 缔合至关重要。

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05

2021 年 1 月 5 日 清华大学药学院尹航团队与原清华大学生命科学学院、医学院、现普林斯顿大学分子生物学系颜宁团队 协作,一起通讯在 PNAS 在线宣布题为“Orthosteric-allosteric dual inhibitors of PfHT1 as selective anti-malarial agents” 的研讨论文,该研讨通过按捺恶性疟原虫中仅有的己糖转运蛋白 - 恶性疟原虫己糖转运蛋白 1(PfHT1),开发了一种“选择性饥饿”战略,供给了一种对立多种药物疟原虫的方法。

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最新论文解读如下(来源 inature)
人类电压门控钠(Nav)通道的九种亚型负责在不同安排中电脉冲的启动和传输:Nav1.1 至 Nav1.3 和 Nav1.6 首要在中枢神经体系中起效果,Nav1.7 至 Nav1.9 首要散布在周围神经体系中,Nav1.4 专用于骨骼肌,而 Nav1.5 是首要的心脏同工型。这些通道的异常,取决于它们的安排特异性,与广泛的通道病变有关。迄今为止,已在 Nav 通道的首要序列中判定出 1000 多种疾病骤变,其间 Nav1.1 和 Nav1.5 各自带着 400 多个错义骤变。
Nav1.1 由 SCN1A 编码,SCN1A 或许具有最多的与癫痫相关的骤变。在具有不同严峻程度的癫痫综合征中,已经判定出多达 900 个 SCN1A 骤变,其间一半以上导致截短。在 70 至 80%的 Dravet 综合征患者中发现了 SCN1A 的无义骤变和数百个错义骤变,这也被称为婴儿的严峻肌阵挛性癫痫。
数十种错义骤变与高热性癫痫发作伴发的全身性癫痫以及全身性强直阵挛性癫痫发作引起的顽固性儿童癫痫有关。虽然大多数 Nav1.1 疾病骤变都会导致不同程度的功用损失,但其间一些代表功用获得。在大多数情况下,致病机制依然难以捉摸。
对钠通道病的机械理解需要人类 Nav 通道的高分辨率结构。在过去的 4 年中,已经报导了昆虫(NavPaS),鳗鱼(EeNav1.4)以及人类的 Nav1.2,Nav1.4,Nav1.5 和 Nav1.7 通道等的冷冻电子显微镜(cryo-EM)结构,其分辨率在 2.6 至 4.0Å之间。最近报导了截短的大鼠 Nav1.5 的结构。除 NavPaS 以外,一切结构解析的真核 Nav 通道均显现类似的潜在失活状况构象。
虽然有这些进步,人类 Nav1.1 和 Nav1.5 野生型以及代表性疾病变体的高分辨率结构,关于供给准确的模板以直接绘制疾病骤变图并促进药物发现是必需的。此外,由于这两个通道包括与钠通道病有关的一切已辨认骤变中的 80%,对其结构的比较剖析或许会提醒潜在的骤变热点,从而为 Nav 通道的功用和疾病机理供给了名贵的才智。
该研讨该研讨报告了分辨率为 3.3Å的全长人 Nav1.1-β4 复合体的 cryo-EM 结构以及随附论文中的 Nav1.5-E1784K 变体。别离处理了 Nav1.1 和 Nav1.5 中多达 341 和 261 种与疾病相关的错义骤变。比较结构剖析显现了 Nav1.1 和 Nav1.5 共有的几类疾病骤变。
其间,孔结构域上方的细胞外环上的大多数骤变以及选择性过滤器的支撑片段或许会危害结构完整性,而孔结构域和电压感应结构域上的那些骤变大多会搅扰机电耦合和快速失活。该研讨对这些骤变的体系结构描绘供给了对其致病机制的重要见地,这将有助于开发针对各种钠通道病的准确医治性干涉办法。

参考文献:

https://www.pnas.org/content/118/11/e2100066118.long

https://www.pnas.org/content/118/11/e2100069118.long

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102196

https://www.pnas.org/content/118/3/e2017749118

https://science.sciencemag.org/content/early/2021/01/13/science.abb2224
正文完
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