钙离子在生物体和细胞的生理活动过程中发挥重要的作用，作为信使参与细胞信号传递过程，也是骨质的重要组成成分。细胞内钙离子信号及其浓度的调控对肌肉收缩、神经递质释放、细胞生长和凋亡等生理过程至关重要。肌质网或内质网（SR/ER）腔内所贮存的钙离子主要通过兰尼碱受体（ryanodine receptor, RyR）或三磷酸肌醇受体（IP3R）通道来释放，该过程的调控需要得到SR/ER膜上的一系列其它离子通道的支持。快速释放的钙离子会在SR/ER管腔内产生局部负电位，导致跨膜电位的失衡，进而阻碍钙离子的有效释放。因此，对于细胞内钙信号的调控不仅需要RyR和IP3R通道来释放钙离子，还需要其它SR/ER离子通道来为其提供反向电流以恢复SR/ER膜电位的平衡和维持腔内离子的稳态。近年来，TRIC通道被发现是一种位于SR/ER膜上的单价阳离子通道，它们主要通过通透钾离子或钠离子来促进SR/ER腔内的钙离子向胞浆释放。编码TRIC通道蛋白的基因遗传缺失或突变会导致高血压、心脏病、呼吸缺陷和脆骨病。脆骨病也称成骨不全症，患者先天骨质脆弱易折，统计数据显示该病在人群中的发生率约为1/20,000。TRIC通道家族包含A型和B型两个亚型，其中B亚型的TRIC-B与呼吸缺陷和脆骨病的发生有关。
近年来，科学家们围绕TRIC通道的生理功能、分子遗传学和电生理特征等方面开展了一系列的研究，而其分子水平的三维结构与门控机制多年来一直是个谜。柳振峰课题组利用上海光源生物大分子晶体学线站（BL17U1）和日本光子工厂（PF）率先解析了秀丽线虫（Caenorhabditiselegans）来源的TRIC-B（CeTRIC-B）通道的两个不同构象态的晶体结构，首次发现了TRIC-B通道蛋白能够特异性地结合内源性的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）脂类分子，并形成了稳定的同源三聚体复合物（如下图所示）。每个单体中各含有一个可通透K+离子等单价阳离子的不对称孔道，其结构特征与经典的四聚态K+离子通道截然不同。内源性的PIP2分子介导了TRIC通道的三聚化，同时直接参与孔道结构的形成，并与推测的电压感应基序以及钙离子结合区有相互作用。这一发现揭示了PIP2分子在胞内离子通道中所起的关键作用，也拓展了人们对于PIP2与离子通道相互作用关系的认识。胞质侧的钙离子对于TRIC通道的活化有促进作用，研究结果发现TRIC-B通道在结合钙离子前后发生了局部结构的变化，并基于此提出了该通道活化过程的机理模型，对其开放时的门控机制做出了预测。
新型胞内离子通道是潜在的药物作用靶点，相关研究有望促进新药的开发，该领域的研究工作近年来开始引人关注。此次所完成的TRIC通道结构机理方面的研究结果，将为深入开展关于胞内钙信号动态调控以及有关的生理过程、病理以及药理的分子基础研究提供全新的视角。
原文链接：http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature19767.html
图示：三聚态TRIC-B1-PIP2复合物的整体结构和单通道电生理行为。图中蓝色、绿色和红色飘带模型为蛋白质分子的三维结构（沿膜平面的侧面观），黄-红色球状模型表示参与通道门控的磷脂（PIP2）分子。结构的下方为该通道的开放时所显示出来的微电流活性图（通过单通道膜片钳方法记录测得）。C和O1-O3分别代表通道的关闭状态和三个不同的开放态。
