——TRPV1是個(gè)參與痛覺感受的熱敏感離子通道

? ? 你有沒有好奇過(guò)為什么有的胡椒嘗起來(lái)很辣？這些植物之所以吃起來(lái)辣，是因?yàn)楹杏脕?lái)保護(hù)自己的化合物，比如辣椒中的辣椒素（capsaicin）和黑胡椒中的胡椒堿（piperine）。我們有個(gè)神奇的離子通道名叫TRPV1，既會(huì)被辣椒素這樣的小分子激活而開放，也會(huì)在溫度過(guò)高時(shí)開放。它參與我們對(duì)熱覺和辣味的感知，而且讓這兩種刺激帶給我們相似的感覺。

“熱”門第一

? ? TRPV1是瞬時(shí)受體電位（transient receptor potential, TRP）離子通道超家族的一員。這一大家子通道負(fù)責(zé)對(duì)五花八門的物理與化學(xué)刺激作出反應(yīng)，包括而不限于冷刺激、薄荷醇等帶來(lái)清涼感的化合物、酸刺激、有生物活性的脂類，等等。TRP通道們有著相似的長(zhǎng)相，都由四個(gè)相同的亞基組成，在刺激信號(hào)的指揮下開開關(guān)關(guān)，調(diào)節(jié)陽(yáng)離子的跨膜流動(dòng)。TRPV1中的“V”代表香草素類（vanilloid）——一群能與這類通道結(jié)合的化合物，其中包括辣椒素。

冷凍電鏡與納米盤

? ? PDB條目5is0中的TRPV1與一個(gè)同辣椒素長(zhǎng)得很像的分子結(jié)合在一起。這個(gè)分子擠在通道亞基間的口袋里，和其中一個(gè)調(diào)節(jié)通道門控的閘門離得很近。研究者純化出通道蛋白，將它插入脂質(zhì)納米盤中，然后用冷凍電鏡解析出了它的結(jié)構(gòu)。你如果去EMDataBank（EMD-8119）查看這一結(jié)構(gòu)的冷凍電鏡圖譜的話，就能看見圍繞著通道蛋白跨膜區(qū)段的脂質(zhì)納米盤。

收集鈣離子

? ? TRPV5的功能稍有些不同。它位處我們的腎臟，幫助我們重吸收鈣離子，防止太多鈣從尿液中丟失。不像TRPV1一樣，TRPV5通常情況下都是打開著的（ATP發(fā)神經(jīng)：我家通道常打開~），鈣離子就通過(guò)它從尿液流入腎小管細(xì)胞。不過(guò)，如果鈣太多了的話，鈣離子的感受器鈣調(diào)蛋白就會(huì)去找到TRPV5，命令它禁止鈣離子通行，就像PDB條目6dmw給我們?cè)谶@兒展示的情況一樣。

探索結(jié)構(gòu)：關(guān)閉與開放的TRPV1

? ? 托冷凍電鏡的福，研究人員已經(jīng)捕捉到了TRP通道們?cè)谠S多不同狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)。PDB條目5irz是關(guān)閉著的TRPV1通道，其中央孔道周圍的好幾圈氨基酸堵死了這條給離子出入的道路。而在條目5irx當(dāng)中，通道被兩種毒素（紫色和梅紅色的分子）強(qiáng)行維持在開放狀態(tài)，上述那些氨基酸殘基也都紛紛挪開，給離子讓出了一條通路。若你想探索更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)去官網(wǎng)查看可互動(dòng)的JSmol文件。

? ? 2018、2019、2020連著三年的12月份月度分子都是當(dāng)年的諾獎(jiǎng)內(nèi)容——18年是酶的定向進(jìn)化，19年是低氧誘導(dǎo)因子，20年是丙肝病毒蛋白酶/解旋酶。然而這個(gè)12月必諾獎(jiǎng)規(guī)律在2021年斷了，為什么呢？或許部分原因是去年的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)是熱覺和觸覺受體，而這倆玩意兒在以前的月度分子里就已經(jīng)講過(guò)了……（而且，去年化學(xué)獎(jiǎng)終于不是理綜獎(jiǎng)了。）之前因?yàn)閯e的事，我有超長(zhǎng)一段時(shí)間沒翻過(guò)PDB-101的東西。最近兩天比較閑，想著趁春節(jié)爆肝一波，而作為一個(gè)離子通道愛好者，新春佳節(jié)的科普當(dāng)然要從離子通道開始（？）。就在我不知道該先翻譯哪個(gè)的時(shí)候，放眼望去，最近一期與離子通道相關(guān)的月度分子就是TRPV1，嗯非常好就它了。（？？）接下來(lái)我應(yīng)該會(huì)再投幾個(gè)通道的科普翻譯，預(yù)計(jì)下一個(gè)會(huì)是和可愛的TRPV1一起得了諾獎(jiǎng)的Piezo機(jī)械門控離子通道。By the way，這篇?jiǎng)偤檬堑?50篇月度分子，不曉得TRPV1知道之后會(huì)作何感想。（……）

? ? 話說(shuō)回來(lái)，四聚體通道（像這里的TRP超家族，以及電壓門控鉀通道、ryanodine受體之類?）和擁有四個(gè)相似結(jié)構(gòu)域的通道（電壓門控鈉/鈣通道之類）的俯/仰視圖是真的很好看，有種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的美感，甚至很適合做往門上貼的那個(gè)福字的背景。（？？？）

? ? 好了，扯淡結(jié)束。因技術(shù)與能力限制，請(qǐng)前往原網(wǎng)頁(yè)以查看原文中所有超鏈接以及可互動(dòng)的JSmol文件。

? ? 照例墻裂推薦各位去PDB-101官網(wǎng)查看原文，順便探索一下這個(gè)干貨滿滿的科普平臺(tái)。

專欄封面來(lái)源：https://en.m.wikipedia.org/wiki/TRPV1

作者：David S. Goodsell

搬運(yùn)·翻譯·扯淡：不知名非專業(yè)離子通道愛好者ATP

原文網(wǎng)址：https://pdb101.rcsb.org/motm/250

PDB-101首頁(yè)：https://pdb101.rcsb.org/

RCSB PDB首頁(yè)：https://www.rcsb.org/