Hailey-Hailey病(家族性良性天皰瘡)是由一種基因突變引起的罕見遺傳性皮膚疾病，該基因負責對SPCA蛋白進行編碼，而這一蛋白質會參與細胞質中鈣和錳離子的轉運。來自日本東北大學的研究小組對該蛋白質的結構進行了解析，這可能有助于研究人員了解它的工作原理。

該研究成果發(fā)表在Science Advances雜志上，為尋找治療Hailey-Hailey病和其他神經(jīng)退行性疾病的方法打下了基礎。

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Emily Henderson

該團隊研究的蛋白質名為分泌途徑Ca2+/Mn2+-ATPase(secretory pathway Ca2+/Mn2+-ATPase)，簡稱SPCA蛋白。它位于高爾基體內。(高爾基體是一種細胞囊泡狀結構，它對蛋白質的質量控制起著至關重要的作用。此外，高爾基體還是鈣離子的存儲器，而鈣離子肩負著維持細胞信號的傳導過程和蛋白質的正常功能。)除了參與鈣離子的轉運之外，SPCA蛋白還能夠防止細胞質內的錳積累，這一過程可能影響著神經(jīng)細胞的存活。此前，科學家并不清楚SPCA蛋白的結構或工作原理。

日本東北大學的結構生物學家Kenji Inaba表示: "我們的研究成功地利用冷凍電鏡技術確定了人類SPCA1a蛋白的高分辨率三維結構。分析揭示了SPCA1a蛋白如何與鈣和錳離子結合，并將它們轉運入高爾基體內。我們還標記了蛋白質上可以造成功能缺陷并最終導致Hailey-Hailey病的突變位置。因此，我們揭示的關于SPCA1a蛋白調節(jié)機制的知識將具有生理和醫(yī)學意義。"

冷凍電鏡技術在極低的溫度下冷凍樣品，使蛋白質分子的運動被固定，從而易于觀察蛋白質分子在運動中的不同構象。日本東北大學的研究人員利用冷凍電鏡技術闡明了SPCA1a蛋白質的三種構象：與鈣和錳離子結合時的構象；與提供能量的ATP分子結合時的構象；以及其未結合時的磷酸化構象。

Kenji Inaba補充道: "盡管該研究提供了大量關于SPCA1a蛋白的重要結構信息，但尚不足以描述該蛋白的全部情況。全面了解SPCA蛋白通過鈣和錳的轉運將揭示這些離子如何在細胞內得到合理平衡，并為了解蛋白質突變如何導致Hailey-Hailey病和其他神經(jīng)退行性疾病等提供見解。"

水木未來丨視界 iss. 45

Credit@News Medical | Emily Henderson

"Cryo-EM provides structural insights into a specific protein involved in Hailey-Hailey disease"