复旦团队发现镁离子通道的调节机制

近日，东京大学教授濡木理(Osamu Nureki)、复旦大学生命科学学院研究员服部素之和闫致强团队合作，利用晶体结构，电生理记录等手段，发现ATP调控镁离子(Mg2+)通道MgtE、维持细胞内镁离子动态平衡的重要机制。相关研究成果发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。

 

ATP通过调控镁离子通道MgTE维持胞内镁离子动态平衡

镁离子在生物体内承担着多种生理功能，是数百种对生理过程至关重要的酶，包括核糖体、DNA聚合酶、RNA聚合酶发挥活性所必须的辅因子，也是生物膜与基因组稳定所必须的因素。生物体通过离子通道调节镁离子的跨膜运输，以保持镁离子的动态平衡，实现各种生理学功能。例如，镁离子与免疫反应、发育及肿瘤形成等密切相关，受离子通道调控的镁离子浓度的变化承担着信号传递的功能。人体镁的缺乏与冠状动脉硬化性心脏病、高血压、糖尿病和骨质疏松等多种疾病有着密切关系。因此，近年来镁离子通道的功能研究在国际上备受瞩目。

对维持镁离子动态平衡起到重要作用的镁离子通道相关蛋白主要包括MgtE, CorA, CNNM, TRPM6/7等，但是调控的分子机制尚不明确。MgtE广泛存在于真核生物及原核生物中，人类MgtE的变异被发现与帕金森症密切相关。

该研究发现，ATP通过与MgtE形成复合物调控MgtE的活性，MgtE和ATP复合体可以感受细胞内镁离子浓度。当胞内镁离子浓度超过生理浓度时，ATP辅助MgTE通道打开，将细胞内富余的镁离子释放出去，从而维持细胞内镁离子浓度的动态平衡。此发现对阐明镁离子通道的调节机制及指导相关疾病的治疗有重要意义。

东京大学教授濡木理、复旦大学研究员服部素之和闫致强为本文的共同通讯作者。濡木理团队成员富田笃弘(Atsuhiro Tomita)、闫致强实验室成员章明锋、服部素之实验室成员金斐为本文共同第一作者。本研究为服部素之、闫致强组织的科技部重大研究计划(青年项目)相关研究，得到中组部青年千人计划、国家基金委、上海市教委东方学者、上海市千人计划、上海市科委启明星计划等基金项目的支持。