來自南開大學(xué)醫(yī)學(xué)院，以及生命科學(xué)學(xué)院的研究人員發(fā)表了題為“Structural and mechanistic insights into the activation of Stromal interaction molecule 1 (STIM1)”的文章，首次測定了STIM1蛋白的精確三維模型，并以此為基礎(chǔ)，配合細(xì)胞生物學(xué)和生理學(xué)的實驗手段，揭示了STIM1蛋白激活的分子機(jī)理，相關(guān)成果公布在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）雜志上。

文章的通訊作者是南開大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國家重點實驗室沈月全教授，第一作者為博士研究生楊雪、金昊和蔡翔宇。沈月全教授現(xiàn)任南開大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國家重點實驗室副主任和生命科學(xué)學(xué)院的特聘教授，曾擔(dān)任科技部的973首席科學(xué)家?，F(xiàn)在主要研究與人類重大疾病相關(guān)的關(guān)鍵蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究。

細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的快速變化是一種最為常見的細(xì)胞信號傳遞方式，與細(xì)胞分泌、基因表達(dá)、機(jī)體免疫等多種生命活動密切相關(guān)。STIM蛋白直接控制細(xì)胞外鈣離子流入細(xì)胞內(nèi)，從而激活機(jī)體免疫體系中的兩種最主要細(xì)胞，T細(xì)胞和B細(xì)胞。STIM蛋白的功能缺陷直接和人體的自身免疫缺陷疾病和II型糖尿病緊密相關(guān)。

自2005年STIM1蛋白質(zhì)的重要生物學(xué)功能開始被發(fā)現(xiàn)以來，世界上許多研究組對于STIM1蛋白的調(diào)控機(jī)制及其藥物設(shè)計進(jìn)行了探索。雖然通過各種細(xì)胞生物學(xué)和細(xì)胞電生理學(xué)等功能實驗，調(diào)控機(jī)制的研究取得了諸多進(jìn)展，但由于缺少三維的結(jié)構(gòu)模型，極大地阻礙了詳細(xì)的分子機(jī)制研究以及后續(xù)的藥物設(shè)計工作。

X射線蛋白質(zhì)晶體學(xué)方法是利用高能的X-射線對蛋白質(zhì)晶體進(jìn)行衍射，從而獲得蛋白質(zhì)的每個原子的精確三維坐標(biāo)的研究方法。在這項研究中，研究人員就是利用這種X射線蛋白質(zhì)晶體學(xué)方法在世界上首次測定了STIM1蛋白的精確三維模型，并以此為基礎(chǔ)，配合細(xì)胞生物學(xué)和生理學(xué)的實驗手段，完整揭示了STIM1蛋白激活的分子機(jī)理，對于藥物設(shè)計工作和疾病的防治具有重大意義。

關(guān)于STIM1蛋白，近期還有來自西北大學(xué)范伯格醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)STIM1蛋白不僅具有開啟CRAC通道孔的功能，且對該通道的離子選擇性起決定作用。

他們構(gòu)建了一個突變的CRAC通道從而使孔道在無STIM1協(xié)助的情況下也能得以開放。然而研究人員發(fā)現(xiàn)在缺乏STIM1的情況下，多種離子包括鈉離子和鉀離子均通過了開放的CRAC通道孔。而在恢復(fù)STIM1的功能后，CRAC通道重新恢復(fù)了對鈣離子的選擇性。研究人員還證實甚至在STIM1低水平的情況下，未突變的通道也會喪失正常的高度鈣離子選擇性，使得多種離子得以進(jìn)入細(xì)胞。這些結(jié)果表明STIM1事實上起著調(diào)控CRAC通道開放和選擇性的雙重功能。