MgtE是在原核生物和真核生物中廣泛分布的鎂離子通道，在細胞膜上介導鎂離子內流，對鎂離子具有高度選擇性。MgtE與細菌在抗生素暴露後的生存能力相關。MgtE的人源同源蛋白SLC41的基因突變與高血壓、帕金森綜合症、糖尿病、腎結石等疾病相關。在高濃度鎂離子條件下通道閉合，無鎂離子條件下通道開放，開放時細胞質結構域構象不均一。MgtE通道的閉合狀態結構已由晶體學解析，開放狀態結構仍未知。盡管MgtE有著重要的生物學功能，該通道蛋白在開放過程中的結構變化尚不清楚。
2021年4月27日，万博英超狼队网官方网 服部素之團隊在PLOS Biology雜誌在線發表題為“The structure of MgtE in the absence of magnesium provides new insights into channel gating”的文章，利用冷凍電鏡單顆粒分析技術解析了無鎂離子條件下MgtE-Fab抗體複合物的結構，展現了MgtE在無鎂離子條件下預開放的狀態，為MgtE通道開放機製提供了新見解。
MgtE-Fab抗體複合物結構
該冷凍電鏡結構中，MgtE呈對稱二聚體，Fab抗體分子結合在TM結構域的胞質側，且無法觀測到MgtE細胞質結構域的電子密度。離子傳導孔位於二聚體中心， 在無鎂離子條件下，在胞質端的保守的天冬酰胺側鏈相互遠離，孔道變寬。我們通過化學交聯實驗、分子模擬實驗、大腸杆菌遺傳學實驗等功能性實驗驗證了MgtE通道在胞質端的開放。然而，在離子傳導孔周質端的保守的丙氨酸殘基周圍，孔道依舊閉合，說明通道沒有完全開放。根據膜片鉗記錄結果，MgtE在無鎂離子條件下處於開放和閉合之間的平衡狀態，而不是處於連續開放狀態。因此，我們的冷凍電鏡結構可能代表了MgtE在無鎂離子條件下的預開放狀態。在這種預開放狀態下，MgtE的細胞質結構域完全無序，Plug螺旋沒有與TM結構域互作，從而無法將通道鎖定在閉合狀態，因此通道在胞質端打開。
MgtE預開放的機製模型
万博英超狼队网官方网 的服部素之研究員為本文的通訊作者，研究生金斐為本文第一作者。万博体育分 的麻錦彪教授和研究生蘇世晨為本文共同作者。合作單位有中國藥科大學、日本大阪大學、名古屋大學、東京大學以及京都大學。本研究為服部素之組織的科技部重大研究計劃相關研究，為此項目的執行打下了非常好的基礎。
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