2019全國電子顯微學年會分論壇：低溫帶來不一樣的視角

　　分析測試百科網訊 2019年10月18日，2019年全國電子顯微學學術年會第三天，低溫電子顯微學表征分論壇迎來學術交流的頂峰。來自清華大學、中國科學院生物化學與細胞生物學研究所、北京大學、北京生命科學研究所、中國科技大學、浙江大學、西湖大學等多名國內知名學者為聽眾帶來一場低溫電子顯微學領域的學術盛宴。分析測試百科網與中國電子顯微鏡學會共同為您帶來精彩報導。

北京生命科學研究所 鄭三多研究員

　　由北京生命科學研究所鄭三多研究員帶來精彩報告，題目是“Mechanisms of Rapid Desensitization of G Protein-Coupled Receptors”。GABAB（γ-氨基丁酸B型受體）是一種抑制性神經遞質受體，屬于C家族G蛋白偶聯受體（GPCR）。那么，KCTD蛋白如何通過與GABAB結合實現快速關閉離子通道？團隊通過X射線晶體學、TEM等分析發現，GABAB-KCTD復合物是同源五聚體結構，其結構內部的關鍵殘基突變導致KCTD失去抑制G蛋白調控鉀通道（GIRK）的能力，使細胞內的鉀離子外流，導致細胞膜的超極化，進而降低動作電位的頻率，減少神經遞質的釋放。這項研究為探索GABAB受體下游藥物作用靶點提供新的思路。

中國科學院生物化學與細胞生物學研究所 叢堯研究員

　　由中國科學院生物化學與細胞生物學研究所叢堯研究員帶來精彩報告，題目是“An ensemble of Cryo-EM structures of TRiC reveal its conformational landscape and subunit specificity”。細胞中的TRiC與蛋白質折疊有著密不可分的關系。團隊利用TRiC需要在ATP驅動下才能實現相應功能的機制，在0.05 mM 和0.1 mM ADP-AIFx濃度下，成功解析了9個TRiC三維結構，證明了TRiC結構中CCT4亞基最后結合ATP過程是該復合體關環的限速步驟，CCT8亞基則始終與ADP結合幾乎不參與ATP循環，最終闡釋了TRiC變構的特異性機制。

中國科學技術大學 王雪娟教授

　　由中國科學技術大學王雪娟教授帶來精彩報告，題目是“ATM和ATR激酶活化的分子機制”。ATR激酶負責啟動細胞對基因組不穩定的響應和修復，一旦感應到DNA損傷將迅速活化。團隊通過對酵母的ATR激酶及其結合蛋白ATRIP復合物解析，發現細胞內的 ATR以ATR-ATRIP異二聚體的同源二聚體的形式存在，節位點mTOR是調節ATR生物學功能的關鍵位點。這一發現為新型ATR激酶抑制劑研制提供了新思路。

北京大學 李寧寧副研究員

　　由北京大學李寧寧副研究員帶來精彩報告，題目是“Cryo-EM structure and assembly of PVC, an extracellular contractile injection system”。PVC是發光桿菌釋放到胞外進攻真核細胞的一種物質。經TEM解析，PVC顆粒優勢長度約為117 nm，多數組成元件與T4尾部具有基因同源性，同時進行了簡化和基因融合。團隊的另一個發現是，PVC末端的帽子結構與內管的最頂層對接，并用六個伸展臂與外筒結合，從而將內外筒一起鎖定在預收縮狀態。這些發現闡釋了細菌可收縮注射系統的結構和工作機制。

清華大學 楊茂君教授

　　由清華大學楊茂君教授帶來精彩報告，題目是“Discovery the composition of mitochondrial respiratory chain”。呼吸作用是生物體內最基礎的能量代謝活動之一，由線粒體內膜上的5種呼吸鏈超級復合蛋白分步完成的。通過Cryo-TEM技術，成功破解了呼吸鏈超級復合物I1III2IV1高分辨三維圖像，證明了呼吸鏈超級復合蛋白的存在。憑借這項發現，楊茂君提出的全新電子傳遞模型得到了有力的支持，同時也解釋了ATP呈現狀排布的原因。

浙江大學 張興教授

　　由浙江大學張興教授帶來精彩報告，題目是“人源神經谷氨酸受體中質子感應器作用機理的結構基礎”。NMDA受體在神經發育、形成、學習與記憶的可塑性中起到著重要作用。經過Cryo-TEM構建不同pH條件的GluN三維圖像，發現質子傳感器主要存在GluN2A亞基的N-末端結構域；在不同pH環境下，N-末端結構域發生重組現象，控制了通道的開關，為后續質子感應器研究提供了理論依據。

中國科學技術大學 孫林峰教授

　　由中國科學技術大學孫林峰教授帶來精彩報告，題目是“Insights into a plant Hyperosmolarity-gated Ca²⁺-permeable Channel”。細胞膜上存在感受機械力變化的蛋白，在滲透壓的刺激下，鈣離子通過OSCA1控鈣通道進入血液中，達到調節細胞滲透壓目的。目前，已經發現OSCA家族蛋白有15種同源蛋白，包含11個跨膜蛋白。團隊利用Cryo-EM分析后發現其封閉區域的疏水性氨基酸對Ca²⁺的轉運起到重要作用。另外，團隊也發現E531是激活通道的關鍵。

中山大學 劉迎芳教授

　　由中山大學劉迎芳教授帶來精彩報告，題目是“流感病毒復制及宿主免疫防御機制研究”。流感病毒作為RNA病毒有三種RdRP機制，通過Cryo-EM，團隊獲得了流感病毒的四聚體三維圖，成功解析了流感病毒RdRP三維結構。

　　膿毒癥作為急性炎癥反應的代表，其發生率、死亡率遠超平均水平。體內的DAMP則可以放大炎癥反應。劉迎芳團隊發現，干擾素誘導蛋白NMI和IFP35家族蛋白是DMAP分子，可以放大炎癥反應。實驗證明，若將NMI和IFP35相關基因敲除可以顯著降低膿毒癥，提高了生存率，為炎癥治療提供了新的思路。

中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院 何俊研究員

　　由中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院何俊研究員帶來精彩報告，題目是“冷凍電鏡技術在抗體藥物研發中的應用”。傳統的藥物結構研發過程主要利用X-Ray 晶體結構成像和NMR。自2013年開始，Cryo-EM開始逐漸進入各大藥企研發流程之中，為其提供藥物分子的三維結構、相位信息和蛋白原始結構信息等，可以用于了解藥物的作用模式（MOA）和設計抗原的Ab表位。

中國科學院生物物理研究所 王權研究員

　　由中國科學院生物物理研究所王權研究員帶來精彩報告，題目是“Cryo-EM in structural analysis of anti-TB drug targets: our case studies”。結核分枝桿菌是致死率最高之一的細菌之一，絕大部分的治療藥物已經面世超過50年，對于多耐藥結核分枝桿菌和極耐藥結核分枝桿菌治療效果并不顯著。團隊通過Cryo-EM解析高分辨三維結構，發現復合物III和復合物IV組裝形成的超級復合物對結核分枝桿菌能量供應十分重要，從而揭示了細菌內部電子從復合物III到復合物IV之間的完整傳遞路徑，以及兩個復合物間的串聯反應機制。另外，團隊證實了SOD在分枝桿菌細胞質內與呼吸鏈復合體間的相互作用機制，為新的藥物研發提供了新思路。

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