8月31日，國際著名期刊《Nature》在線刊登了清華大學、北京生命科學研究所的一項重要成果，題為“Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6Å resolution”。這項研究在3.6Å標稱分辨率上，解析了兔Cav1.1複合物的冷凍電子顯微鏡結構。
清華大學的顏寧（Nieng Yan）教授是這篇論文的通訊作者
2007年作為普林斯頓大學博士的顏寧受聘於清華大學醫學院，成為清華最年輕的教授、博士生導師。在回國的幾年間，顏寧教授研究組主要聚焦於膜蛋白、膽固醇代謝調控通路相關因子的結構生物學研究，在Science、Nature、Cell等雜誌上發表多篇重要的論文，並榮獲了中國青年女科學家獎、HHMI國際青年科學家獎等獎勵。清華大學醫學院副研究員周強博士和北京生命科學研究所研究員董夢秋博士，都是本文共同作者。
電壓門控鈣離子（Cav）通道可將膜電信號轉化成細胞內Ca2+介導的事件。在哺乳動物的十個Cav通道亞型中，Cav 1.1被指定為骨骼肌的興奮-收縮偶聯。
在這項研究中，研究人員在3.6Å標稱分辨率上，解析了兔Cav1.1複合物的冷凍電子顯微鏡結構。離子導電α1亞基的內閘門是關閉的，所有四個電壓傳感結構域都採用一個“向上”的構造，這意味著一個潛在失活的狀態。孔結構域延長的胞外環，是由多個二硫鍵穩定的，在選擇性過濾器上面形成一個窗口化的圓頂。圓頂的一面為α2δ-1-亞基提供停靠的站點，而另一面則可能通過其表面負電位吸引陽離子。
細胞內I–II和III–IV連接器螺旋分別與β1a亞基和α1的羧基末端結構域相互作用。粒子的分類產生了兩個額外的重建，顯示β1A的顯著位移和α1的相鄰元素。CaV1.1複合物的原子模型，為興奮-收縮偶聯的機制理解，奠定了基礎，併為Cav和Nav通道的功能和疾病機制的分子解釋，提供了一個三維的模板。
去年12月份，顏寧教授帶領的研究小組，分離出了來自兔骨骼肌的Cav1.1複合物，並採用單顆粒冷凍電鏡技術藉助直接電子檢測和先進的圖像處理確定了它的結構。獲得這一偽四聚體真核生物Cav通道與其輔助亞基的複合物的詳細結構，為認識相關通道的功能和疾病機制提供了重要的框架。這一重要的研究成果發佈在12月18日的《科學》（Science）雜誌上。
今年5月，顏寧帶領的研究小組，與中科院微生物研究所的研究人員合作，在《Cell》雜誌發表的一項研究中指出，他們採用單粒子低溫電子顯微鏡(cryo-EM)技術獲得了了分辨率為4.4埃（Å;）的全長人類NPC1的結構，及NPC1與埃博拉病毒（EBOV）酶切後糖蛋白(GPcl)的複合物的低分辨率結構。由此認識了NPC1介導膽固醇轉運和埃博拉病毒感染的結構機制。
今年8月份，顏寧課題組與劍橋生物醫學院的研究人員證實，蘭尼鹼受體1（RyR1）的中央結構域是遠距離變構門控通道開放的傳感器。這一研究發現發佈在7月29日的《Cell Research》雜誌上。
推薦原文摘要：
Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6Å resolution
Abstract: The voltage-gated calcium (Cav) channels convert membrane electrical signals to intracellular Ca2+-mediated events. Among the ten subtypes of Cav channel in mammals, Cav1.1 is specified for the excitation–contraction coupling of skeletal muscles. Here we present the cryo-electron microscopy structure of the rabbit Cav1.1 complex at a nominal resolution of 3.6Å. The inner gate of the ion-conducting α1-subunit is closed and all four voltage-sensing domains adopt an ‘up’ conformation, suggesting a potentially inactivated state. The extended extracellular loops of the pore domain, which are stabilized by multiple disulfide bonds, form a windowed dome above the selectivity filter. One side of the dome provides the docking site for the α2δ-1-subunit, while the other side may attract cations through its negative surface potential. The intracellular I–II and III–IV linker helices interact with the β1a-subunit and the carboxy-terminal domain of α1, respectively. Classification of the particles yielded two additional reconstructions that reveal pronounced displacement of β1a and adjacent elements in α1. The atomic model of the Cav1.1 complex establishes a foundation for mechanistic understanding of excitation–contraction coupling and provides a three-dimensional template for molecular interpretations of the functions and disease mechanisms of Cav and Nav channels.
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