解析出感知寒冷温度和薄荷醇的TRPM8蛋白结构

离子通道蛋白TRP被分为7个TRP蛋白家族：TRPC、TRPV、TRPM、TRPN、TRPA、TRPP和TRPML。TRPM8是蛋白家族TRPM的1个成员。

自从2002年首次发现冷感应蛋白TRPM8以来，世界各地的团队尝试着使用X射线晶体衍射技术来肯定它的原子结构，但都失败了。取得TRPM8的高分辨率结构已给结构生物学家带来了1个重大挑战，这部份上是由于当从细胞膜中的天然环境里分离出来时，这类离子通道蛋白是不稳定的。没有细胞膜的支持，TRPM8偏向于丧失它的结构完全性，使得人们很难研究这类靶标。TRPM8的结构也是相对较为复杂的：它是由4个相同的由TRPM8基因编码的蛋白拷贝组成的。

制药行业对蛋白TRPM8也感兴趣，这部份上是由于当遭到激活时，它能够具有镇痛的和抗炎的作用。另外，它的编码基因的变异体与偏头痛易感性相干联，而且科学家们已证实操纵TRPM8能够致使动物出现类似于偏头痛的疼痛。

TRPM8也在1些前列腺癌、乳腺癌和其他癌症中异常表达，这使得它成为1种潜伏的化学医治靶标。

虽然最为人所知的是，TRPM8是感知适度寒冷温度和薄荷醇等冷感份子的外周神经传感器，但是它也在许多其他正常组织中乃至在身体深处发现到，不过，它在这些组织中的功能基本上还是未知的。详细理解TRPM8与它的天然结合搭档在结构上的相互作用应当致使人们开发出更好的份子探针，从而揭露出它的各种功能。

为此，在1项新的研究中，来自美国斯克里普斯研究所和杜克大学的研究人员采取低温电镜技术，即1种愈来愈遭到人们青睐的结构肯定方法。他们首先从10多种不同的动物物种中挑选TRPM8蛋白，以便找到1种可能最合适用于低温电镜研究的蛋白。他们肯定了来自1种被称作白领姬鹟的鸟类物种的蛋白TRPM8。相干研究结果于2017年12月7日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Structureofthecold-andmenthol-sensingionchannelTRPM8”。论文通讯作者为斯克里普斯研究所的副教授GabrielC。Lander博士和杜克大学医学院的Seok-YongLee博士。论文第1作者为Lander实验室研究生MengyuWu和Lee实验室研究生YingYin。

Lander说，“所有的证据表明白领姬鹟的蛋白TRPM8的工作方式与哺乳动物的蛋白TRPM8相同，因此我们相信我们的结构分析经转化后将直接适用于人TRPM8。”

鉴于TRPM8在它的天然细胞膜外面具有内在的不稳定性，这些研究人员面临着许多障碍。Wu说，“即使在1天内将这类蛋白样品从杜克大学运送到斯克里普斯研究所，该蛋白就开始降解了。Lee实验室战略性地引入1些稳定性突变到这类蛋白中，使其不那末容易产生降解。”Yin也精心肠挑选几种纯化条件，以便增加这类蛋白样品的稳定性。

这类蛋白的行动也与Lander实验室通经常使用于电镜分析的大多数蛋白样品不同，它花了这些研究人员1年多的时间来鉴定出对这类充满挑战性的生物份子进行成像的正确条件。

通过这些改进，这些研究人员首次能够取得整体分辨率为4埃的TRPM8结构图。由此产生的原子图也包括着1些欣喜。Lander说，“其他的团队已对TRPM8的结构和它如何与它的结合搭档相互作用提出了假定，但是我们发现几近所有的这些猜想都是不正确的。”特别地，经证实薄荷醇的结合口袋意料以外地出现在1个与在其他的TRP传感蛋白上的这类配体结合位置不同的位置上。

Lander说，“这类结构告知我们的1件事情是TRP传感蛋白其实不都是以相同的方式发挥作用，因此我期待随着我们研究更多的TRP传感蛋白结构，我们将发现很多新的传感机制。”

标签：