张明杰院士Nature子刊解析重要的马达蛋白

香港科技大学的研究团队让小鼠myosin-1c与​无钙的钙调蛋白结合，获得了完整尾部复合体的晶体结构，并由此揭示了钙调蛋白调控肌球蛋白的分子机制。这一成果发表在十二月一日的Nature Structural & Molecular Biology杂志上，文章的通讯作者是香港科技大学的张明杰（Mingjie Zhang）教授。

　　

生物通报道：肌球蛋白（myosin）是一种重要的马达蛋白，最早发现于肌肉组织。不过这种蛋白也广泛存在于非肌细胞中，为细胞质流动、细胞器运动、物质运输、有丝分裂、胞质分裂等活动提供必要的力。肌球蛋白参与了多种生理过程，是细胞活动的重要调节者。目前人们已经发现了十几种肌球蛋白，其中I型肌球蛋白与膜运输有关。

已知myosin-1能够感知细胞的机械力，是一种张力敏感性的转运子。这种蛋白的尾部与细胞膜结合，头部负责力的产生。迄今为止，科学家们还不清楚myosin-1是如何将尾部的机械负荷传导到头部的。

为此，香港科技大学的研究团队进行了深入研究。他们让小鼠myosin-1c与​无钙的钙调蛋白结合，获得了完整尾部复合体的晶体结构，并由此揭示了钙调蛋白调控肌球蛋白的分子机制。这一成果发表在十二月一日的Nature Structural & Molecular Biology杂志上，文章的通讯作者是香港科技大学的张明杰（Mingjie Zhang）教授。

钙调蛋白广泛存在于生物体内，是一类结构保守的调节蛋白。钙调蛋白通过与钙离子、靶酶相互作用，控制着细胞的发育及其对外界刺激的应答。（延伸阅读：Cell亮点文章：马达蛋白团结就是力量）

这项研究显示，myosin-1c与​无钙的钙调蛋白结合时，采用了一个适合力学传导的稳定单体结构。钙离子与钙调蛋白结合之后，会诱导肌球蛋白发生构象改变，提高myosin-1c尾部的灵活性。这项研究不仅为人们展示了myosin-1颈部和尾部的结构域，也有助于进一步理解钙调蛋白与目标结合的具体模式。

作者简介：

张明杰 香港科技大学生物化学系讲座教授

1988年复旦大学化学系本科毕业，1993年加拿大Calgary大学生物学系获生物化学博士学位。1994－1995于加拿大安大略癌症研究所从事博士后研究。1995年起任香港科技大学生物化学系助理教授。现为香港科技大学生物化学系讲座教授。研究领域为神经细胞讯号传导及神经发育的结构生物学和生物化学机理。他的调控神经细胞信号传递及神经系统发育的一系列蛋白质的结构和功能的研究成果，对于治疗神经系统衰退的疾病，如中风及老年痴呆症等，有着极为重要的影响。近年来在Cell, Science, Nature Struct. Biol., Mol Cell, EMBO J., PNAS等杂志发表论文100余篇。其培养的学生和博士后有很大一部分已经在世界各地建立了他们独立的研究组。2011年当选为中科院院士。

 

生物通编辑：叶予

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