据悉，英亚国际 深圳先进技术研究院袁曙光团队与南方科技大学张华威团队合作，在Nature communications 杂志(IF=17.7)在线发表了题为“Cryo-EM structure of human heptameric pannexin 2 channel”的文章，揭示了Pannexin 2 (Panx2) ATP膜孔通道膜蛋白质的分子机理^[1]。

　　ATP膜孔通道膜蛋白在人体和细胞生理过程中发挥着重要的生理功能，包括免疫调节、能量产生和癌症等。ATP膜孔通道膜蛋白的功能异常，则会导致缺血性脑梗塞、神经胶质瘤、多形性恶性胶质瘤等严重后果。以脑胶质瘤为例，高水平Panx2的患者总生存时间比低水平的患者长，这提示Panx2可能在胶质瘤早期具有抑瘤效果^[3]。 　  

　　Pannexins蛋白质家族包含Panx1、Panx2和Panx3三个成员，可以形成大孔非选择性膜通道，在细胞通讯和稳态中发挥重要作用。Panx2蛋白质是Pannexins家族中氨基酸序列最大的成员，主要在中枢神经系统中表达^[2]。团队通过冷冻电镜解析了Panx2膜蛋白的高分辨率结构（图1），发现Panx2是四次跨膜蛋白，七个单体蛋白聚集到一起形成跨膜孔道。通过比较Panx2与Panx1的结构差异（图2），团队推测Panx2可能是ATP进出细胞的通道。 　  

　　团队随后通过ATP扩散实验和分子动力学模拟来验证上述假设。在ATP扩散实验中，团队发现Panx2-NT-R89A比野生型Panx2在通过ATP的效率方面有显著提升，这说明R89氨基酸是ATP通过Panx2的主要门控因素。此外，分子动力学模拟显示Pnax2蛋白的R89氨基酸侧链会灵活摆动，同时此处的通道孔径也随侧链摆动而变大，这有利于ATP的扩散（图3）。 

图1.Panx2通路的空间结构。   

图2.相当Panx2与Panx1的蛋白酶质结构设计。

图3.R89门控Panx2通道蛋白。 

　　本事业装置阐明了膜孔通道膜蛋白Panx2的3D协调结构设计和刺激差向异构。为脑瘤药物设计奠定了重要的理论基础与专业指导。 

　　参考文献 

　　1. Zhang, H., Wang, S., Zhang, Z. et al. Cryo-EM structure of human heptameric pannexin 2 channel. Nat Commun 14, 1118 (2023). 

　　2. Shestopalov, V. I. & Panchin, Y. Pannexins and gap junction protein diversity. Cell. Mol. Life Sci. 65, 376–94 (2008). 

　　3. Lai, C., Bechberger, J. & Naus, C. Pannexin2 as a novel growth regulator in C6 glioma cells. Oncogene 28, 4402–4408 (2009).