Une équipe de recherche dirigée par le professeur Yuan Shuguang de l’Institut de technologie avancée de Shenzhen de l’Académie chinoise des sciences et le professeur Zhang Huawei de l’Université des sciences et technologies du Sud a révélé le mécanisme moléculaire de la pannexine 2 (Panx2) en tant que pore de la membrane ATP canaliser.
L’étude a été publiée dans Communication Nature le 3 mars.
La protéine du canal poreux de la membrane ATP joue un rôle important dans les processus physiologiques humains. Son fonctionnement anormal peut entraîner des conséquences graves telles qu’un infarctus cérébral ischémique, un gliome et un gliome malin pléomorphe.
La famille des protéines pannexines, y compris Panx1, Panx2 et Panx3, peut former des canaux transmembranaires (TM) macroporeux non sélectifs. Ils sont importants dans la communication cellulaire et l’homéostasie. La protéine Panx2 est le plus grand membre de la famille des pannexines et elle est principalement exprimée dans le système nerveux central.
Prenant le gliome cérébral comme exemple, le temps de survie total des patients avec un niveau plus élevé de Panx2 est plus long, ce qui suggère que Panx2 peut avoir un effet anti-tumoral au stade précoce du gliome.
L’équipe a résolu la structure haute résolution de Panx2 grâce au microscope électronique à congélation. Ils ont découvert que Panx2 est une protéine à quatre domaines TM avec sept protéines monomères se rassemblant, formant un pore transmembranaire. En comparant les structures de Panx2 et Panx1, ils ont émis l’hypothèse que Panx2 pourrait être le canal de l’ATP.
L’équipe a ensuite vérifié l’hypothèse ci-dessus grâce à un test de libération d’ATP et à une simulation de dynamique moléculaire. Dans le test de libération d’ATP, l’efficacité de Panx2-NT-R89A était significativement plus élevée que la contrepartie du Panx2 de type sauvage. Ce résultat impliquait que l’acide aminé R89 était responsable du passage de l’ATP par Panx2.
De plus, la simulation de la dynamique moléculaire a montré que la chaîne latérale du R89 oscillait de manière flexible, ce qui entraînait une augmentation de la taille des pores du canal en conséquence. De tels changements correspondaient à la diffusion de l’ATP.
« Notre travail a éclairé les structures 3D de la protéine transmembranaire Panx2 au niveau atomique », a déclaré le professeur Yuan. « Cela aide à comprendre la fonction fondamentalement biologique de Panx2 et fournit également une vision perspicace de la découverte de médicaments connexes. »
Plus d’information:
Accrochez Zhang et al, structure Cryo-EM du canal de la pannexine heptamérique humaine 2, Communication Nature (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-36861-x