解析ADPKD致病基因变异的通道分子机制 ——PNAS 2025年最新原创研究解读 一、学术研究背景与科学意义 常染色体显性多囊肾病（Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease，ADPKD）是全球最常见的单基因遗传疾病之一，影响着数以百万计的人群。ADPKD的发病机制与肾源性多囊蛋白（Renal Polycystins）PKD1和PKD2的基因变异密切相关，而这两种多囊蛋白作为离子通道亚基，在细胞的主要纤毛（Primary Cilia）中发挥核心作用。尽管近年来对ADPKD的研究不断深入，但由于PKD1和PKD2病变变异种类繁多，大多数致病性变异对蛋白结构及功能的具体影响仍然缺乏直接证据和系统阐释。 ADPKD目前尚无根治性药物，临床治疗多以对症...

利用仿真推断加速单分子结构识别 ——《amortized template matching of molecular conformations from cryoelectron microscopy images using simulation-based inference》研究新闻报告 研究背景与意义 在分子生物学和结构生物学领域，理解生物大分子如何通过不同构象（conformation）的转变来执行其功能，是揭示生命过程机制的核心目标。众所周知，蛋白质、核酸等生物大分子具有高度的柔性，它们在细胞中不断地于各种构象之间重组，而这些不同的构象往往与分子的生物学功能直接相关。因此，实验上全面刻画分子体系的“构象分布（conformational ensemble）”和结构动力学，成为...

学术背景与研究动因 近年来，蛋白质-配体对接（protein–ligand docking）作为虚拟药物筛选（virtual drug screening）和结构基础新药研发（structure-based drug discovery）的核心技术，得到了迅速发展。随着大规模高通量筛选技术的应用，药物发现的效率有所提升，但新药开发依然面临成本高昂、周期漫长、转化率有限等问题。传统的小分子对接方法多基于蛋白质与配体三维结构及能量函数的评估，但如何进一步提升对接的精准度，是该领域持续努力解决的关键技术难题。 与此同时，冷冻电镜（cryo-electron microscopy, cryo-EM）技术以其无需结晶、可解析膜蛋白与大分子复合物等特点，已发展为结构生物学的重要手段。虽然部分冷冻电镜密度...

学术背景 线粒体是细胞的能量工厂，其内膜（mitochondrial inner membrane, MIM）的完整性对细胞功能至关重要。prohibitin（PHB）是一类高度保守的蛋白质家族，包含PHB1和PHB2两种亚型，它们在多种细胞过程中发挥重要作用，包括线粒体应激信号传导、细胞周期调控、凋亡和寿命调节等。尽管PHB1和PHB2被认为在线粒体内膜中作为支架蛋白发挥作用，但其分子组织方式长期以来一直不明确。以往的研究通过酵母中的负染色电子显微镜（EM）推测PHB1/PHB2异二聚体可能形成直径约20 nm的环状结构，但这些推测缺乏直接的实验证据。因此，揭示人类prohibitin复合物的分子结构对于理解其在维持线粒体内膜完整性和空间组织中的功能具有重要意义。 论文来源 本研究由来自M...

学术背景 蛋白质数据库（Protein Data Bank, PDB）是全球最重要的生物分子三维结构数据资源，自1971年成立以来，PDB已成为结构生物学、生物医学、生物能源和生物技术等领域的重要工具。PDB不仅为科研人员提供了大量实验确定的生物分子结构数据，还支持教育工作者将这些结构应用于教学中，帮助学生理解生物分子的结构与功能。然而，随着结构生物学技术的快速发展，尤其是冷冻电镜（cryo-EM）和人工智能（AI）预测蛋白质结构技术的进步，PDB面临新的挑战：如何更有效地向公众和科研人员传达这些复杂结构的科学意义。 “本月分子”（Molecule of the Month）是PDB-101教育平台的旗舰栏目，自2000年由David S. Goodsell创立以来，已发表了300多篇文章，...

解密内皮素受体的拮抗剂选择性：基于冷冻电镜的研究揭示关键分子机制 学术背景 内皮素（Endothelin, ET）是一种强效的血管收缩肽，在调节心血管功能方面具有重要作用。其家族成员包括ET-1、ET-2和ET-3，这些分子通过与内皮素受体（Endothelin Receptors, ETRs）结合，调控血管张力及整体心血管稳态。内皮素受体主要包括两种亚型，ETA和ETB，它们虽然具有63%的序列同源性，但在配体亲和性和功能上表现出显著差异：ETA偏好结合ET-1和ET-2并诱导强效的血管收缩，而ETB则与三种内皮素亚型均有相似亲和力，主要通过释放一氧化氮诱导血管舒张，并促进ET-1的清除。 由于ETR在多种心血管疾病中发挥重要作用，它们已成为治疗靶点，特别是在治疗肺动脉高压（Pulmona...

LSD 在多巴胺 D1 受体识别的结构基础 研究背景与问题提出 LSD（麦角二乙酰胺）是一种广为人知的致幻药物，其主要通过作用于多种神经递质受体，包括 5-HT（5-羟色胺）受体和多巴胺受体，产生深远的认知和感知影响。5-HT2A 和 5-HT2B 受体是 LSD 主要的靶点，多年来研究者已深入探讨了 LSD 与这些受体的相互作用。然而，尽管多巴胺受体，尤其是 D1 型受体（DRD1），被认为是 LSD 的重要靶点，其具体的结合动力学和受体结构上的作用机制仍不清楚。D1 受体是中枢神经系统中最丰富的多巴胺受体，涉及记忆、学习和认知功能。进一步揭示 LSD 在 DRD1 上的识别和结合机制，对理解其致幻作用和潜在的治疗应用具有重要意义。 研究来源与发表情况 本研究由 Luyu Fan、Youw...