離子通道是細胞膜或細胞器膜中的孔。它們允許帶正電或帶負電的粒子(所謂的離子)穿過膜傳輸。美因茨約翰內斯古騰堡大學(JGU)的生物化學家現(xiàn)已成功地以高分辨率對人類TRPML2鈣離子通道的重要調節(jié)區(qū)域進行成像，該區(qū)域的通道形狀像膜一側的大環(huán)。這個戒指就像一個門衛(wèi)，決定離子是否可以穿過通道。“我們的研究揭示了人類TRPML2通道中環(huán)的結構，也稱為外皮/內腔結構域(ELD)，并且正是這個結構域負責通道與鈣的相互作用，” JGU藥學和生物化學 - 治療生命科學研究所的Ute Hellmich教授說。根據(jù)pH值，鈣離子可以打開或阻塞通道，從而控制它們跨細胞膜的轉運。

Hellmich的研究小組研究了離子通道環(huán)的哪些結構特性是鈣離子通過的原因。“鈣是一種重要的細胞信使，在許多疾病中也起著重要作用，”Hellmich解釋道。該元素在體內完成許多任務，包括調節(jié)酶和幫助膜融合。

TRPML2是瞬時受體電位mucolipin 2的縮寫，是參與人類感覺知覺的TRP通道的mucolipin亞家族的離子通道。TRPML2在感染的免疫應答中起作用，并增加寨卡病毒和登革熱病毒的感染性。此外，TRPML 離子通道中的突變可導致人類的失明，耳聾和神經(jīng)損傷。

pH值對離子通道活性至關重要

正如Hellmich所說，離子通道不是簡單的孔。他們可以積極地打開和關閉。反過來，這會激活和控制細胞通路。“我們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鈣與通道頂部的TRPML2 extracytosolic / lumenal結構域的結合取決于pH，”Kerstin Viet說，他是科學期刊Structure的第一作者。這項研究是她碩士論文的一部分，并因此獲得了阿道夫托德基金獎。

在細胞外部發(fā)現(xiàn)約7的較高pH值時，鈣離子可以與環(huán)結合并因此阻斷它。相反，鈣離子不再能夠在某些細胞內區(qū)室典型的較低pH下阻斷開口。“這個環(huán)就像離子通道其余部分的看門人一樣，”Viet說。

因此，這調節(jié)了通道的活性：重要的是離子通道僅在細胞內被激活，其中pH通常較低; 實際上，只有當特定的細胞機制發(fā)出需要鈣的信號時才打開通道。細胞表面的自發(fā)激活很可能導致細胞損傷。“調節(jié)機制很聰明。例如，它也與細胞如何對病毒感染作出反應有關，”Hellmich說，并補充說，離子通道何時以及如何打開或關閉的整個過程尚未完全理解。人粘膜質亞家族的另外兩個離子通道TRPML1和TRPML3也具有類似的門衛(wèi)環(huán)。因此，該研究的結果使得第一次比較所有三種亞型成為可能。