在脂质膜中检测PIEZO1的结构变形和曲率
Xuzhong Yang1, Chao Lin2, Xudong Chen1
1State Key Laboratory of Membrane Biology, Tsinghua-Peking Center for Life Sciences, IDG/McGovern Institute for Brain Research, School of Pharmaceutical Sciences, Beijing Frontier Research Center for Biological Structure, Beijing Advanced Innovation Center for Structural Biology, Tsinghua University, Beijing, China.
Nature
|April 7, 2022
概括
对于生理过程至关重要的PIEZO1通道在脂质膜中经历了显著的结构变化. 这些重新安排,包括刀片平整和帽子旋转,是它们机械敏感门的关键.
科学领域:
- 生物物理
- 分子和细胞生物学
- 结构生物学
背景情况:
- 皮埃佐通道是机械敏感的离子通道,对微小的力量做出反应.
- 它们在生理和病理生理过程中的作用至关重要.
- 之前的研究描述了洗剂溶解的PIEZO通道,但缺乏膜结合的结构见解.
研究的目的:
- 确定脂质膜内的PIEZO1通道的结构.
- 阐明PIEZO1在应对膜张力时的门动态机制.
- 了解PIEZO1结构,可变形性和机械敏感性之间的关系.
主要方法:
- 将PIEZO1通道复制为脂质体囊泡.
- 在曲和平状态下确定PIEZO1结构.
- 分析PIEZO1脂质双层系统的可变性和膜面积扩张.
主要成果:
- 在脂质体中可视化PIEZO1结构,揭示结合的脂.
- 在平坦状态下观察到相当大的PIEZO1脂质双层变形,平面内面积扩张约300nm2.
- 识别的结构调整包括叶片平整,梁曲和盖子脱落/旋转在平整状态下,与关联.
结论:
- PIEZO1在脂质膜中表现出显著的结构可塑性,使得基于曲率的门成为可能.
- 计算的半最大激活张力与实验值一致,验证了拟议的封闭机制.
- 这些发现为PIEZO1在本地膜环境中的精致机械敏感性和门提供了基本的见解.
