磷是维持人体生命活动的必需元素,在核酸构成、能量代谢、信号传导及骨骼发育等生理过程中发挥关键作用。细胞内磷酸盐的摄入对生命活动至关重要,但过量的磷酸盐积累会与钙、镁、铁等离子沉积,带来细胞和组织毒性,需要外排机制及时平衡。
XPR1是目前人体唯一已知的磷酸盐外排蛋白,其功能异常与脑钙化、血栓形成、肿瘤发生等疾病相关。在原发性基底节脑钙化症中,XPR1功能失调导致磷酸盐外排障碍,进而形成钙磷沉积,诱发神经系统病变。在细胞内,XPR1的功能可被磷酸盐浓度指示分子焦磷酸肌醇InsP8激活。同时,支架蛋白KIDINS220能够与XPR1形成复合物调控磷酸盐的外排。但是,KIDINS220和InsP8调控XPR1功能的分子机制并不清晰,制约了XPR1功能失调引起的脑钙化等疾病发生机理的研究。
近日,中国科学院上海有机化学研究所张一小课题组联合澳大利亚国立大学Ben Corry课题组、上海科技大学孙亚东课题组、美国国立环境健康科学研究所Stephen Shears课题组,通过结构解析、功能研究、计算模拟等手段,揭示了XPR1一种精细的key-to-locks活性调控方式,以及独特的knock-kiss-kick磷酸转运外排机制,阐明了原发性脑钙化相关突变的致病机理,发现了磷酸外排同源蛋白XPR1、PXo、PHO1在进化上的保守性和差异性。
该研究描绘了XPR1的逐步激活过程,并提出了两个新模型——key-to-locks揭示了InsP8如何解除KIDINS220及XPR1自身施加的多重抑制,knock–kiss–kick描述了磷酸盐的外排过程。这些发现为理解人类磷酸盐稳态奠定了分子基础,并为脑钙化、肿瘤等疾病的致病机理研究及潜在干预策略研发开辟了新方向。
相关研究成果发表在《分子细胞》(Molecular Cell)上。研究工作得到科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目和国家自然科学基金等的支持。
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XPR1–KIDINS220复合物结构及InsP8激活XPR1的全构象变化过程
KIDINS220和InsP8调控XPR1磷酸盐转运活性模型
全球陆地生态系统通过光合作用每年吸收近1/4人类活动排放的CO2,在减缓全球变暖中发挥了作用。而随着全球范围内极端高温事件频率和强度的持续增加,陆地生态系统的CO2吸收能力受到挑战。当前,相关研究聚焦于持续时 日前,联合国教科文组织在其官网正式发布消息,启动新一轮创意城市网络申报工作。项目申报向所有联合国教科文组织会员国开放,报名截止时间为2025年1月31日。国内申报城市须于2024年12月31日前将相关材料提交中国联合 中国教育报-中国教育新闻网讯(通讯员 廖钗勤 记者 蒋亦丰)最近,浙江省海宁市黄湾镇中心幼儿园举办了一场趣味盎然的“重走长征路”活动。活动中,幼儿们身着迷彩短袖,手拿地图,兴致勃勃地扫“地雷” 新时代迈向中国式现代化的学前教育高质量发展离不开有力的法治保障。近日,《中华人民共和国学前教育法》(下称《学前教育法》)颁布。《学前教育法》设专章对幼儿园如何开展保育教育工作予以规范 中国教育新闻网讯(记者 李小伟)11月4至5日,第二届山东省幼儿体育大会在风景秀丽的临沂奥体公园体育馆举办。临沂市幼儿体育试点园优选体育游戏展示;各显神通、力拔山河、腰旗橄榄球、手球等试点 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 陈欣然)日前,在第25届中国国际教育年会期间,由英国商业贸易部与天津市教育委员会共同举办的“数字化重塑职业教育新形态:中英合作共育未来人才”平行论坛在北京 。本文链接:脑钙化关键蛋白XPR1的活性调控机制获揭示http://www.sushuapos.com/show-12-1683-0.html
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