锌离子转运蛋白ZnT3的结构及其在儿童热癫痫中的潜在应用

Zn~(2+)是人体内第二大必需微量元素,其稳态对维持生命功能至关重要。在海马苔藓纤维束中的Zn~(2+)主要通过锌转运蛋白ZnT3转运到突触小泡内,而海马体是大脑中涉及学习和记忆的区域。ZnT3的缺乏会导致大脑中锌稳态的失调,被认为与一些神经类疾病如帕金森和发热性癫痫的发生发展有密切关系。通过对癫痫状态的小鼠的研究,发现ZnT3蛋白的表达上调。因此,ZnT3可能成为治疗这类神经类疾病的一个新靶点。解析ZnT3的结构以及了解ZnBMN 673价格T3转运锌离子时的构象变化对这些神经类疾病的治疗有一定的参考价值。最近解析的4.1(?)分辨率的人ZnT8冷冻电镜结构揭示了Zn T家族结合锌离子时,朝向囊腔侧开放的构象。在本研究中,我们在胞质侧p H 7.6的条件下纯化人源ZnT3蛋白,获得了ZnT3结合锌离子时,朝向胞质侧开放的构象(分辨率为3.14(?)),有助于深入理解Zn T家族质子驱动锌离子转运的机制。同时,在囊腔侧p H 6.0的条件下进行纯化,并未获得朝向囊腔侧开放的构象。通过与囊腔侧开放的ZnT8的构象进行比较,可以得出Zn T家族锌离子转运的构象变化过程:跨膜螺旋(transmembrane helix)TMH3和TMH6与C-末端结构域(C-terminal domain,CTD)一起参与二聚化的形成,在由朝胞质侧开放转化到朝囊腔侧开放的状态时,TMH1和TMH2以胞质侧为支点,向外打开,TMH4和TMH5以囊腔侧为支MDV3100核磁点,向内收拢,完成整个转运的过程。研究发现高脂肪低碳水化合物的生酮饮食对于耐药难治疗性癫痫有治疗的效果,锌代谢和脂质代谢之间可能存在着某些关联。我们从结构密度图中发现了一个可能为磷脂酰甘油的密度,并设Universal Immunization Program计了细胞转运锌离子活性实验,验证了在磷脂酰甘油附近第286位点的精氨酸可能对ZnT3转运活性有影响,而关于磷脂在ZnT3中发挥的作用还需要进一步的研究。总之,本研究为ZnT家族的锌离子转运机制提供了结构上的见解,为小分子药物的虚拟筛选提供了结构基础。