冷冻电镜结构洞察：SPCA蛋白与Hailey-Hailey病 | 水木视界iss.45

Hailey-Hailey病(家族性良性天疱疮)是由一种基因突变引起的罕见遗传性皮肤疾病，该基因负责对SPCA蛋白进行编码，而这一蛋白质会参与细胞质中钙和锰离子的转运。来自日本东北大学的研究小组对该蛋白质的结构进行了解析，这可能有助于研究人员了解它的工作原理。

该研究成果发表在Science Advances杂志上，为寻找治疗Hailey-Hailey病和其他神经退行性疾病的方法打下了基础。

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Emily Henderson

该团队研究的蛋白质名为分泌途径Ca2+/Mn2+-ATPase(secretory pathway Ca2+/Mn2+-ATPase)，简称SPCA蛋白。它位于高尔基体内。(高尔基体是一种细胞囊泡状结构，它对蛋白质的质量控制起着至关重要的作用。此外，高尔基体还是钙离子的存储器，而钙离子肩负着维持细胞信号的传导过程和蛋白质的正常功能。)除了参与钙离子的转运之外，SPCA蛋白还能够防止细胞质内的锰积累，这一过程可能影响着神经细胞的存活。此前，科学家并不清楚SPCA蛋白的结构或工作原理。

日本东北大学的结构生物学家Kenji Inaba表示: "我们的研究成功地利用冷冻电镜技术确定了人类SPCA1a蛋白的高分辨率三维结构。分析揭示了SPCA1a蛋白如何与钙和锰离子结合，并将它们转运入高尔基体内。我们还标记了蛋白质上可以造成功能缺陷并最终导致Hailey-Hailey病的突变位置。因此，我们揭示的关于SPCA1a蛋白调节机制的知识将具有生理和医学意义。"

冷冻电镜技术在极低的温度下冷冻样品，使蛋白质分子的运动被固定，从而易于观察蛋白质分子在运动中的不同构象。日本东北大学的研究人员利用冷冻电镜技术阐明了SPCA1a蛋白质的三种构象：与钙和锰离子结合时的构象；与提供能量的ATP分子结合时的构象；以及其未结合时的磷酸化构象。

Kenji Inaba补充道: "尽管该研究提供了大量关于SPCA1a蛋白的重要结构信息，但尚不足以描述该蛋白的全部情况。全面了解SPCA蛋白通过钙和锰的转运将揭示这些离子如何在细胞内得到合理平衡，并为了解蛋白质突变如何导致Hailey-Hailey病和其他神经退行性疾病等提供见解。"

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Credit@News Medical | Emily Henderson

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

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