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一种对器官功能很重要的蛋白质的三维原子结构

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所谓的NKCC1蛋白存在于人体各处，在处理液体或进行神经传递的器官中具有重要功能。一个丹麦研究小组现在已经确定了NKCC1蛋白的三维原子结构，这为未来识别干扰NKCC1功能的新化合物的工作提供了支持。例如，这些化合物可以帮助治疗肾脏和大脑疾病。

NKCC1是一种人体氯离子转运蛋白，具有将钠、钾和氯离子从外部转运到细胞内的能力。例如，在肾脏中，NKCC1型蛋白确保这些离子从尿液中被重新吸收，通常NKCC1对渗透细胞体积调节很重要。在大脑中，NKCC1及其相关蛋白对氯离子梯度非常重要，而氯离子梯度对神经网络中的电信号传递至关重要。

使用低温电子显微镜(冷冻- em)，来自保罗·尼森实验室和来自奥尔胡斯大学(AU)芬顿和哈特曼实验室以及哥本哈根大学(KU)林道夫-拉森实验室的同事们确定了NKCC1(一种所谓的Na⁺- K⁺- 2氯^{- - - - - -}共转运蛋白)并研究其功能。

对NKCC1的三维原子结构和动力学(包括结合离子、脂类和水分子以及细胞内离子输运的研究)的深入了解，为NKCC1的功能提供了重要的新信息，NKCC1的功能是由钠-钾泵建立的钠梯度驱动的。

该研究小组在《EMBO杂志揭示了一个令人惊讶的离子进入细胞的释放机制，从两个结合的氯离子中的一个开始，然后是钠离子，最后是另一个氯离子和钾离子。研究人员现在将继续尝试识别干扰NKCC1功能的新化合物，这可能有助于治疗肾脏和大脑疾病等。

该项目从一开始就极具挑战性，并在近10年前作为尼森和芬顿实验室之间的合作启动。第一作者和博士生Caroline Neumann(现已毕业)和来自尼森实验室的同事与Rune Hartman教授的实验室(AU)进行了重要的合作，建立了一种先进的高效蛋白质生产表达系统，并与Robert Fenton教授的实验室(AU生物医学系)进行了哺乳动物细胞中转运蛋白的功能研究。最后，与来自哥本哈根大学的Kresten Lindorff-Larsen教授的团队合作，对NKCC1动力学和离子释放进行计算模拟。

文章标题

Cryo-EM structure of the human NKCC1 transporter reveals mechanisms of ion coupling and specificity

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