对人类内体NHE6的整合结构分析揭示了与脂质相关的通道以及无序的C端结构

《Nature Communications》：Integrative structural analysis of human endosomal NHE6 reveals a lipid-associated gate and disordered C-terminus

　　

摘要

人类NHE6（HsNHE6）是一种内体Na?/H?交换蛋白，对维持神经元内的腔液pH值以及内溶酶体的运输过程至关重要。HsNHE6的突变与严重的神经系统疾病相关，但该转运蛋白的机制至今仍不完全清楚。在此，我们展示了以3.4??分辨率获得的HsNHE6的单颗粒冷冻电子显微镜结构图像，该结构呈现为向内折叠的构象。研究显示，HsNHE6具有同二聚体结构，每个亚基包含13个跨膜螺旋，而保守的离子结合位点则位于核心结构与二聚化结构域的交界处。功能实验表明，重新组装在脂质体中的HsNHE6能够实现Na?、K?、Li?和Rb⁺与H⁺之间的交换，动力学分析结果显示其对K?有更强的亲和力。结构中有一个有序的C端螺旋与跨膜核心结构相互作用，共同形成了一个疏水腔室，该腔室内存在两个非蛋白质性的冷冻电子显微镜密度信号，很可能是与脂质结合在一起，从而影响阳离子进入离子结合位点的能力。此外，根据核磁共振和小角X射线散射的结果，HsNHE6的剩余C端区域为无序结构，且可延伸至细胞质中170??深处。我们对全长HsNHE6构建的整合结构模型，为理解HsNHE6介导的离子交换过程以及其在Christianson综合征中的功能异常提供了理论基础。