Cell解析胰腺ATP敏感的钾离子通道结

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今天给大家分享cell上的一篇文章《StructureofaPancreaticATP-sensitivePotassiumChannel》。本工作是由北京大学陈雷课题组完成。本文解析了ATP敏感的钾离子通道（KATP）的中等分辨率（5.6?）冷冻电镜结构，揭示了KATP组装模式，为进一步研究其工作机制提供了结构模型。

生物体进化出多种方式来感知细胞内能量状态，从而维持能量稳态。KATP通道可以在细胞内ATP水平升高时关闭，从而使钾离子无法外流，进而使膜的兴奋性增加。通过这种方式，它们将细胞内的代谢水平转化为电信号。这些离子通道广泛的分布于很多组织中，并且参与多种生命过程。在胰岛β细胞中，KATP可以间接地感受血糖浓度，控制胰岛素的释放：当血糖升高时，由于β细胞对血糖的主动摄取和代谢，细胞内ATP浓度升高，ATP直接结合在KATP上并抑制其活力，使钾离子无法外流，导致细胞膜的去极化，从而激活电压门控的钙离子通道，进而导致钙离子的内流。钙离子浓度的升高会引起胰岛素的释放，从而降低血糖浓度。KATP的突变会导致很多遗传性代谢疾病。例如，KATP的抑制剂glibenclamide可以用于治疗二型糖尿病，其激活剂可以用于治疗高胰岛素症。

KATP是一个异源八聚体膜蛋白，由四聚体SUR1和四聚体Kir6.2组成，分子量在kDa左右。通过冷冻电镜的方法，作者解析了KATP蛋白在别构抑制剂药物格列本脲结合状态下的结构，分辨率为5.6?。该结构清晰的显示了KATP的组装模式，提出了KATP被抗糖尿病药物格列本脲别构抑制以及被PIP2别构激活的可能机制。

原文引用：10./j.cell..12.

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