出版物

2022

冯。雷蒙。M.;安德鲁。G.;et al。（2022） GigaScience。 11， giac048。摘要

在所有主要的动物群体中，毒液已经进化了100次，它们的成分，即毒素，已经经过了数百万年的微调，变成了高效的生化武器。关于毒素库的进化还有许多悬而未决的问题，比如毒液基因是如何起源的，毒液如何有助于毒液物种的适应性，以及基因组、转录组和蛋白质水平上的哪些修饰推动了它们的进化。除了蛇、蜗牛、蜘蛛和蝎子，这些问题很少受到关注。毒液化合物已进一步成为利用其不同生物活性进行各种应用的转化研究的灵感来源。我们在这里重点介绍现代毒液组学的最新进展和新策略，并讨论最近的技术创新和多组学方法如何极大地改善有毒动物的研究。通过CRISPR和敲除技术对基因组及其修饰的研究将增加我们对毒素如何进化以及它们在有毒动物发育过程中不同个体发生阶段的功能的理解。质谱成像结合空间转录组学、原位杂交技术和现代计算机断层扫描技术，使我们进一步了解毒液系统中毒素的空间分布和毒液器官的功能。所有这些进化和生物学的见解有助于更有效地识别毒液化合物，然后可以在适应的表达系统中合成或生产这些化合物，以测试它们的生物活性。最后，我们批判性地讨论了人类从中受益的毒液的农业化学、制药、治疗和诊断(所谓的转化)方面。

(所有作者)

Conus consors的Conkunitzin-C2使用独特的作用模式诱导Shaker K+通道的不完全阻塞

C. Saikia, Altman-Gueta H.， Dym O.， Karbat I. & Reuveny E.。（2022）生物物理期刊上。 121年, 3 (1) p . 500 - 500 摘要

2021

锥肽揭示K+通道阻滞剂作用的分子盖机制

C. Saikia, Dym O.， Altman-Gueta H.， Gordon D.， Reuveny E.， Karbat I.。 (2021) 分子生物学杂志。 433年, 17日, 166957. 摘要

许多有毒生物在其武器库中携带短多肽，以高度选择性的方式阻断K+通道。这些毒素可能通过“堵塞”机制直接与渗透离子竞争，也可能通过“孔隙坍塌”机制间接与渗透离子竞争。有人提出了另一种“盖子”机制，但仍然定义不清。在这里，我们研究了Conkunitzin-S1和Conkunitzin-C3这两种从锥状毒液中提取的高度相似的毒素对果蝇振动器通道的阻断。尽管它们很相似，但两种肽在结合姿势和生物物理分析上表现出差异，这意味着它们的作用模式是离散的。我们发现，虽然Conkunitzin-S1与通道转塔紧密结合，并通过“孔塌缩”机制起作用，但Conkunitzin-C3不接触该区域。相反，Conk-C3使用非保守的Arg转移渗透离子，并将它们困在SF上方的离轴隐区，我们称之为“分子盖”机制。我们的研究提供了“盖子”K+阻断模式的原子描述，并为基于毒液肽的治疗方法的设计提供了有价值的见解。

提交的版本

重水中的激振器- ir K+通道门控:结构水分子在失活中的作用

臧东，郭志刚，郭志刚，郭志刚，郭志刚。 (2021) 普通生理学杂志 153年, 6， e202012742。摘要

此前有报道称，Kv通道中的慢(c型)失活构象是由选择性过滤器后面的多点氢键网络稳定的。此外，MD模拟表明，结构水分子也参与了该网络的形成，将选择性过滤器锁定在其非活性构象中。我们发现，在Shaker-IR突变体(T449A, T449A/I470A和T449K/I470C)中，基于重水(D2O)的细胞外溶液的应用，而不是细胞内溶液的应用，极大地减缓了进入缓慢失活状态的速度，显示出广泛的失活动力学，这与所提出的结构水分子动力学对选择性过滤器构象稳定性的影响一致。对能够解释所观察到的D2O影响的替代假设进行了检验。添加甘油所模拟的外部溶液粘度的增加对失活率的影响可以忽略不计。此外，不对称溶液中K+电流向外和向内的失活时间常数不受H2O/D2O交换的影响，否定了D2O对K+复水速率的间接影响。D2O对宏观电流测量的非特异性影响的消除支持了分子建模提出的假设，即选择性过滤器后面区域的结构水交换速率决定了缓慢失活的速率。

基于甲基醌的有机磷水解酶抑制剂:反式接近标记器vs基于顺式标记活性的探针

杜波维特斯基，切鲁库里，阿沙尼，梅什切利亚科娃，鲁文尼，本尼桑，沙伦，福马嘉利，陶菲克。 (2021) 《化学生物化学》:欧洲化学生物学杂志。 22， 5， p . 894 - 903 摘要

甲基醌(QM)化学广泛应用于酶抑制剂。通常，酶介导的键断裂释放苯酚产物，该产物重新排列成亲电QM，从而共价修饰蛋白质侧链。然而，控制QM型抑制剂反应性的因素及其抑制模式尚未被系统地探索。最重要的是，酶失活可能发生在顺式中，即一个QM分子使释放它的同一酶分子失活，或者通过反式，如果释放的QM扩散并使其他酶分子失活。我们检测了以QM‐为基础的酶抑制剂，用于显示磷酸酯水解酶活性。我们测试了不同的酚类取代基和苯基离去基，从而调节了酶解的速率、酚-到- QM的重排以及所得到的QM的亲电性。通过开发区分顺式和反式抑制的实验，我们已经确定了某些离去基和苯基取代基的组合，这些组合导致顺式模式的抑制，而其他组合则产生反式抑制。我们的结果表明，顺式QM基底物可以作为活性探针来鉴定各种磷酸和磷酸酯水解酶，以及潜在的其他水解酶。内部事务:释放亲电醌-甲基的磷酸酯底物作为活性探针应用于三种机制和活性水平不同的磷酸三酯酶。系统地研究了它们的底物的反应性和标记方式，目的是实现特定的顺式标记而不是反式标记。

离子通道辅助亚基:是否一刀切?

Karbat I. & Reuveny E.; (2021) 细胞。 184年, 2， p . 299 - 301 摘要

离子通道可以通过结合通道类型特异性的辅助亚基来调整其活动以适应特定的细胞环境。在本期《细胞》杂志中，Avalos Prado等人发现，一个特征良好的电压门控K+通道辅助亚基也可以调节Ca2+激活的Cl-通道的门控。

作为离子通道研究工具的重组毒液肽的生产

赛基亚C，本尼森G，鲁文尼e，卡尔巴特I。 (2021) 离子通道:通道化学生物学，工程和生理功能． p . 169 - 201 摘要

动物毒液是结合和调节离子通道功能的多肽毒素的丰富来源。肽神经毒素能与通道蛋白上的受体位点结合，具有较高的亲和力和特异性，已成为离子通道研究不可缺少的工具。最近结构生物学的突破和生物分子计算机模拟的进展引发了对动物毒素作为通道蛋白结构和功能探针的新兴趣。在这里，我们重点介绍了用于研究目的的利用重组表达生产动物毒素的方法。讨论了与蛇毒多肽异体生产相关的具体挑战，并提出了针对这些问题的几种方法，重点是基于大肠杆菌的系统。描述了一种有效的细菌表达、折叠和纯化重组毒液肽的方案。

2020

含girk1的异四聚体活性降低足以影响神经元功能，包括突触可塑性和空间学习和记忆

梅特A，卡尔巴特I，崔里M，范文s, Iwanir S. &鲁文尼E。 (2020) 生理学杂志。 2， p . 521 - 545 摘要

GIRK通道对于神经系统中电活动的缓慢抑制和通过副交感神经系统调节心率至关重要。个别GIRK亚型在特定生理活动中的意义主要基于对GIRK‐null小鼠系进行的研究。在这里，我们利用一种新的敲入小鼠系，其中YFP在框架内融合到GIRK1的N端(YFP‐GIRK1)，以将GIRK1的空间分布与生理活动联系起来。然而，这些小鼠表现出自发的类似癫痫发作的活动，因此研究了这种活动的起源。我们发现，包含YFP‐GIRK1的GIRK四聚体被正确组装并运输到质膜，但功能受损。对YFP‐GIRK1和GIRK1‐null (GIRK1−/−)小鼠进行的一系列行为分析显示了相似的表型，包括在陌生环境中痛觉受损、焦虑减少和过度活跃。然而，YFP‐GIRK1小鼠表现出增加的家笼运动，而GIRK1−/−小鼠则没有。此外，我们还发现，在海马脑切片中，GIRK1亚基对于完整的空间学习和记忆以及突触可塑性至关重要。这项研究扩展了我们关于GIRK1在神经元过程中的作用的知识，并强调了含GIRK1的异四聚体的重要性。

2019

孔隙调节毒素利用固有的缓慢失活来阻断K+通道

Karbat I, Altman-Gueta H, Fine S。et al。 (2019) 美国国家科学院院刊。 116年, 37岁的 p . 18700 - 18709 摘要

电压依赖性钾通道(Kvs)通过耦合电压传感模块和K+选择性孔来响应电膜电位的变化。以kv为目标的动物毒素被分类为孔阻滞剂，物理堵塞离子传导通路，或门控修饰剂，破坏电压传感器的运动。第三组毒素通过与通道炮塔结合以一种未知机制阻断K+传导。在这里，我们展示了Conkunitzin-S1 (Cs1)，一种从锥螺毒液中分离出来的肽毒素，结合在K(v)1.2的炮塔上，并针对一个氢键网络，该网络控制着水进入围绕中心孔的周围腔。由此产生的异位水流通过类似于固有缓慢失活的过程触发了孔隙的不对称塌陷。动物毒素的孔调节揭示了K+通道外周腔作为一种新的药理靶点，为药物设计提供了合理的框架。

(所有作者)

非镇静抗组胺药物阻断g蛋白门控的内整流K+通道

陈毅，刘超，立山，卡尔巴特，上杉，鲁文尼，久保勇。 (2019) 英国药理学杂志。 176年, 17日, p . 3161 - 3179 摘要

背景与目的已知第二代抗组胺药特非那定可通过阻断hERG通道诱发心律失常。在这项研究中，我们已经证明特非那定还抑制g蛋白门控的内整流K+ (GIRK)通道的活性，该通道调节神经元和心肌细胞的兴奋性。为了阐明潜在的机制，我们研究了几种抗组胺药对GIRK通道的影响，并确定了抑制的结构决定因素。实验方法对爪蟾卵母细胞和大鼠心房肌细胞进行电生理记录，分析抗组胺药物对不同GIRK亚基(K(ir)3.x)的影响。诱变分析确定了特非那定抑制和离子选择性调节的关键残基。对特非那定的潜在对接位点进行了分子对接分析。特非那定等非镇静类抗组胺药物可抑制卵母细胞中含K(ir)3.1亚基的GIRK通道和心房肌细胞中天然的GIRK通道。在K(ir)3.1亚基中，位于孔螺旋中心的Phe137突变到K(ir)3.2亚基中对应的Ser，特非那定的抑制作用减弱。在K(ir)3.2亚基Ser148上引入一个大侧链的氨基酸增加了抑制作用。当该残基突变为非极性氨基酸时，通道可被Na+渗透。 Phosphoinositide-mediated activity was also decreased by terfenadine. Conclusion and Implications The Phe137 residue in K(ir)3.1 subunits is critical for inhibition by terfenadine. This study provides novel insights into the regulation of GIRK channels by the pore helix and information for drug design.

电压传感停止

Karbat I. & Reuveny E.; (2019) 细胞。 178年, 4, p . 776 - 778 摘要

离子通道的电压感应是激发细胞中电活动产生和传播的关键事件。在本期《细胞》杂志中，Wisedchaisri等人提供了电压门控钠通道在静息封闭构象中的结构视图。

SARAF管腔结构揭示了一种对SOCE调制重要的新型畴交换β-三明治折叠

金伯林，梅舍里亚科娃，帕提，拉维，卡尔巴特，鲁文尼，梅诺。 (2019) 分子生物学杂志。 431年, 15日, p . 2869 - 2883 摘要

储存操作钙入口(SOCE)在细胞增殖、肌肉收缩、免疫反应和记忆形成中起着关键作用。来自血浆和内质网膜的许多蛋白质的协调相互作用控制SOCE，以补充内部Ca2+存储并产生细胞内Ca2+信号。SARAF是SOCE通路的内质网成分，与任何特征蛋白都没有同源性，是SOCE的重要制动器。在这里，我们描述了SARAF管腔域(SARAFL)的X射线晶体结构。该结构域形成了一种新型的10股β-三明治折叠，其中包括一组3个保守的二硫键，称为“saraf -折叠”。该结构揭示了一个域交换的二聚体，其中最后两条β-链(β9和β10)交换形成了一个区域，称为“SARAF管腔开关”，这对二聚作用至关重要。序列比较表明，SARAF-fold在脊椎动物和多种病理真菌中高度保守。Förster使用全长SARAF的共振能量转移实验验证了细胞中畴交换二聚体的形成，并证明二聚体是可逆的。设计了一种缺乏SARAF管腔开关的变体，表明域交换对功能至关重要，并表明SARAF二聚体加速了SOCE失活。

通过电子顺磁共振距离测量跟踪钙调素在体外、细胞提取物和细胞中的构象变化

Dalaloyan A.， Martorana A.， Barak Y.。et al。 (2019) ChemPhysChem。 20. 14日, p . 1860 - 1868 摘要

在稀释溶液中取样的蛋白质构象是否与在细胞环境中相同，这是一个悬而未决的问题。在这里，我们通过Gd(III)自旋标签的双电子-电子共振(DEER)距离测量来解决这个问题，以探测钙调素(CaM)在体外、细胞提取物和人HeLa细胞中的构象。利用马来酰亚胺- dota - gd (III)标记的N端和c端CaM突变体N53C/T110C和T34C/T117C，我们观察到广泛而不同的域间距离分布。在IQ靶肽存在和不存在的情况下，apo-CaM和holo-CaM的体外距离分布可以用闭合、开放和折叠构象的组合来描述。在细胞提取物中，apo-和holo-CaM与靶蛋白的结合方式与体外apo-和holo-CaM与IQ肽的结合方式相似。然而，在HeLa细胞中，无论是否存在细胞内Ca2+水平升高，CaM意外地产生了更开放的构象和非常宽的距离分布，表明与细胞内成分有许多不同的相互作用。这些结果表明了细胞内蛋白质结构分析的重要性。

接受的版本

(所有作者)

2018

进口蛋白α5通过MeCP2和鞘氨醇激酶1调节焦虑

潘约提斯，谢宁，达甘。et al。 (2018) 细胞的报告。 25日, 11， 3169 - 3179. - e7 p。摘要

进口蛋白介导从突触到体细胞和从细胞质到细胞核的转运，这表明对进口蛋白依赖通路的扰动应该具有显著的神经元后果。对5个输入素α敲除系的行为筛选显示，减少海马神经元中输入素α5 (KPNA1)的表达可特异性地降低小鼠的焦虑。输入素α5在敲除动物海马腹侧区的重表达使焦虑行为增加到野生型水平。缺乏输入素α5的海马神经元突触前可塑性发生改变，mecp2调控的基因包括鞘氨醇激酶1 (Sphk1)的表达被修饰。敲除输入蛋白α5，而不敲除输入蛋白α3或α4，可减少MeCP2在海马神经元中的核定位。Sphk1阻滞剂可逆转输入素α5敲除小鼠的焦虑溶解，而鞘氨氮信号的药理激活在野生型动物中具有强大的抗焦虑作用。因此，输入素α5通过调节海马神经元中MeCP2核输入来影响鞘氨酚敏感焦虑通路。Panayotis等人发现输入素α5敲除小鼠焦虑降低。他们报道了输入素α5通过调节海马神经元中MeCP2核输入影响鞘氨脂敏感焦虑通路。

(所有作者)

2014

栓系蛋白显示从蛋白质支架文库中鉴定出一种新的Kir3.2 (GIRK2)调控因子

巴格里安采夫，夏特兰，克拉克，阿拉吉姆，鲁文尼，梅诺。 (2014) 美国化学神经科学学会。 5， 9， p . 812 - 822 摘要

使用随机肽库来进化具有新功能的分子，为开发新的蛋白质活性调节剂提供了一种手段。尽管这种方法对可溶性靶标显示出了强大的能力，但将这种策略应用于膜系统，如离子通道，仍然具有挑战性。在这里，我们将系结蛋白支架的文库与酵母中的功能选择相结合，开发了一种新的g蛋白偶联哺乳动物内纠错钾通道Kir3.2 (GIRK2)激活剂。我们发现，新型调控因子N5通过抑制从细胞表面清除通道而不是影响通道的核心生物物理特性来增加Kir3.2 (GIRK2)的基础活性。这些研究建立了栓系蛋白显示策略，作为一种创建新的通道调制器的手段，并强调了将随机库与直接选择功能效果相结合的方法的力量。我们的结果进一步强调了通过改变细胞表面表达密度而不是直接作用于通道生物物理参数来影响通道功能的调制器的发展的可能性。结合功能选择的系带文库选择策略的使用绕过了对纯化靶标的需要，可能适用于一系列膜蛋白系统。

2013

【结构生物学】离子通道扭转打开

Reuveny E。 (2013) 大自然。 498年, 7453年, p . 182 - 183 摘要

2012

SARAF使存储操作的钙进入机械失效，以防止过量的钙再填充

帕提·R.，拉维·A.，卡明斯基I.，梅勒·R.和鲁文尼·E.。 (2012) 细胞。 149年, 2， p . 425 - 438 摘要

储存操作钙入口(SOCE)是一种主要的细胞过程，通过它细胞调节基础钙，补充细胞内Ca2+存储，并执行广泛的专门活动。STIM和Orai蛋白已被确定为能够重建介导SOCE的Ca2+释放激活Ca2+ (CRAC)通道的基本成分。在这里，我们报道了SARAF作为SOCE负调控因子的分子鉴定。通过异源表达、rnai介导的沉默和位点定向突变，结合电生理、生化和成像技术，我们表明SARAF是一种内质网膜常驻蛋白，与STIM结合，促进SOCE缓慢的Ca2+依赖性失活。SARAF在形成细胞质Ca2+信号和决定主要细胞内Ca2+存储的含量方面起着关键作用，这一作用可能是保护细胞免受Ca2+过度填充的重要作用。

G蛋白偶联K+通道基因Kcnj6的三体，影响小鼠的奖励机制，认知功能和突触可塑性

古柏、葛高良、盖·大卫·德兰、蔡敏敏、陈安、鲁文尼·E。 (2012) 美国国家科学院院刊。 109年, 7， p . 2642 - 2647 摘要

G蛋白激活的内整流K+通道(GIRK)通过G(i/o)蛋白偶联受体在大脑中产生缓慢的抑制性突触后电位。GIRK2是GIRK的一个亚单位，在大脑中广泛存在，并与各种功能和病理有关，如学习和记忆、奖励、运动协调和唐氏综合症。唐氏综合征是智力迟钝最常见的原因，是由于母亲多了一条21号染色体(21三体)，其中包括Kcnj6基因(GIRK2)。本研究检测了含有Kcnj6基因三体的小鼠的行为和细胞生理特性。Kcnj6三倍体小鼠在海马依赖的学习和记忆方面表现出缺陷，改变对奖励的反应，阻碍去电位(兴奋性突触可塑性的一种形式)，并加剧了长期突触抑制。总的来说，这些发现表明Kcnj6基因的三倍复制可能在唐氏综合征中发现的一些异常神经表型中起积极作用。

2010

G蛋白偶联受体激酶对GIRK通道功能的非酶快速控制

拉维A，库珀A，盖伊大卫D. L.和鲁文E.。 (2010) 细胞。 143年, 5， p . 750 - 760 摘要

G蛋白偶联受体(GPCRs)响应激动剂激活下游酶通路或门离子通道功能。已知关闭GPCR信号通路涉及GPCR激酶(grk)对GPCR的磷酸化以启动其内化。然而，该过程相对较慢，不能解释调节通道门控所需的更快脱敏响应。在这里，我们表明grk通过独立于其激酶活性的机制使G蛋白偶联钾通道(GIRK/Kir3.x)快速脱敏。在GPCR激活过程中，GRKs转位到膜上，并通过竞争性结合G蛋白β - γ亚基并将其从通道中滴定出来来猝灭通道的激活。有趣的是，grk的这种快速脱敏的能力取决于受体类型。因此，这些发现揭示了在效应物水平上快速下调GPCR活性的刺激特异性、磷酸化无关机制。

2009

用光谱方法解释了GIRK通道的门控

拉维·A，瑞文·I. &鲁文·E。 (2009) 伦敦生理学杂志。 587年, 22， p . 5331 - 5335 摘要

G蛋白偶联受体(GPCR)介导的信号传导的传统观点将这个信号级联中的参与者，即GPCR, G蛋白及其效应物，作为空间中的单个成分，其中信号的特异性主要是通过GPCR和G蛋白的G α亚基的相互作用获得的。鉴于许多系统使用G蛋白信号机制的相同组成部分，因此提出了一个问题，即受体信号的保真度如何实现。从活化的G蛋白到其特定效应靶及时获得下游信号特定流的一种可能机制是区隔化，即在相当有限的空间中对复合物进行空间排列。在这里，我们回顾了我们最近与这些问题相关的发现，使用G蛋白偶联钾通道(GIRK)作为模型效应剂和基于荧光的方法来揭示信号复合物是如何排列的，以及G蛋白如何在完整细胞中激活GIRK通道。

GIRK通道的激活门控动力学是由跨膜结构域附近的细胞质残基介导的

萨佳·R. &鲁文尼·E.。 (2009) 频道。 3. 3. p . 205 - 214 摘要

g蛋白偶联内整流钾通道(GIRK/Kir3.x)参与神经传递介导的兴奋性降低。G蛋白激活这些通道后的门控机制可能来自于内部跨膜螺旋的运动，允许K(+)离子通过通道的孔隙运动。目前对g蛋白β - γ亚基与通道的细胞质区结合如何将信号转导到跨膜区了解有限。在本研究中，我们使用嵌合方法研究了控制这些通道激活动力学的分子基础。我们确定了两个区域在决定活化动力学方面是重要的。一个区域是外跨膜螺旋(TM1)的底部和紧邻的细胞质域(滑动螺旋);第二个区域是内跨膜螺旋(TM2)的底部和紧邻的细胞质域。有趣的是，这两个区域都足以调节快速激活门控的动力学。这一结果表明，这些结构域中的任何一个都存在合作运动，从而允许快速有效地激活GIRK通道。

2008

肾上腺素诱导的小鼠胰岛细胞超极化是由G蛋白门控内整流钾(GIRK)通道介导的

Iwanir S. & Reuveny E.; (2008) 欧洲生理学杂志。 456年, 6， p . 1097 - 1108 摘要

胰岛素分泌抑制剂(ISI)如肾上腺素和生长抑素通过多种机制作用于胰腺β细胞，其中一种机制是质膜超极化。尽管有充分的证据证明这种影响，但迄今为止尚未确定主要的潜在渠道。G蛋白门控的内整流钾通道(Kir3.x/GIRK)可能是其他可兴奋组织中超极化的原因。在本文中，我们展示了GIRK通道在小鼠胰岛细胞中表达和功能。逆转录聚合酶链式反应分析显示，四种GIRK基因均存在于胰岛组织中。胰腺切片的免疫荧光标记显示所有GIRK亚基的胰岛定位，部分在胰岛素表达细胞内。利用膜片钳技术的全细胞结构，我们发现，应用GIRK通道的选择性抑制剂tertiapin-Q，以可逆的方式消除肾上腺素介导的内向电流，并强烈地减弱肾上腺素诱导的超极化。这些结果表明，GIRK通道负责胰岛细胞对肾上腺素的电反应的主要部分，并提示这些通道在胰腺生理学中的作用。

2007

pip2 -主密钥

盖·大卫·d·l和鲁文尼·E。 (2007) 神经元。 55岁, 4, p . 537 - 538 摘要

内整流K+ (Kir)通道的功能是高度多样化的，因此受到各种环境因素的严格调控。Rapedius等人在本期《Neuron》杂志的文章中指出，pH值和PIP2对Kir通道进行门控的保守结构机制。根据这些发现和积累的知识，我们认为PIP2通过其所有可溶性调节剂在Kir通道的门控中具有共同的协调节作用。

2006

GIRK通道激活涉及预先形成的G蛋白通道复合物的局部重排

Riven I.， Iwanir S. & Reuveny E.。 (2006) 神经元。 51岁, 5， p . 561 - 573 摘要

G蛋白偶联信号是控制细胞兴奋性的主要机制之一。这种控制突触后膜的主要目标之一是G蛋白偶联钾通道(GIRK/Kir3)，它在百日咳毒素敏感的G蛋白偶联受体激活后产生缓慢的抑制性突触后电位。使用全内反射荧光显微镜(TIRF)结合荧光共振能量转移(FRET)，在完整的细胞中，我们提供了三聚体G蛋白通道复合体存在的证据。我们发现，通过受体激活通道可诱导G蛋白的局部构象开关，从而诱导通道打开。因此，这种复合物的存在为通道的精确时间和高选择性激活提供了手段，这是微调神经元兴奋性所必需的。

哺乳动物pin同源物LGN调节基础和受体诱导的GIRK钾通道活性和神经元兴奋性

欧慧慧，钱晓霞，艾勒斯M，王杰W，罗伯特R，鲁文E，杨y，杨L。 (2006) 神经元。 50岁, 4, p . 561 - 573 摘要

G蛋白激活的内整流钾(GIRK)通道介导缓慢的突触抑制和控制神经元兴奋性。目前尚不清楚GIRK通道是否受到鸟嘌呤解离抑制剂(GDI)蛋白的调控，如LGN，一种哺乳动物同源的果蝇伴侣(mPINS)。在这里，我们报道LGN增加了基础GIRK电流，但减少了与Gi或Go耦合的代谢递质受体对GIRK的激活，而不是Gs。此外，其n端表达，含tpr蛋白相互作用域模拟LGN在哺乳动物细胞中的作用，可能通过释放隔离的内源性LGN。在海马神经元中，LGN或模仿或增强LGN活性的LGN片段的表达，由于基础GIRK活性的增加而使静息电位过度极化，并降低兴奋性。用Lenti病毒获取LGN RNA!为了降低海马神经元内源性LGN水平，我们进一步展示了LGN在维持基础GIRK通道活性和控制神经元兴奋性方面的重要作用。

2005

孔隙螺旋偶极子在向内整流通道中起次要作用

徐庆林，李志刚，李志刚，李志刚。 (2005) 神经元。 47岁的 6， p . 833 - 843 摘要

离子通道降低了离子穿过细胞膜的能量屏障，从而产生生物电。渗透离子与通道孔螺旋偶极子之间的静电相互作用被认为是促进离子通过的一般机制。在这里，使用遗传选择来探测钾通道阻滞剂钡与向内整流Kir2.1的相互作用，我们识别出在孔螺旋C端钾通道特征序列中带有正电荷残基的突变体。我们表明，这些通道是功能性的，选择性的，抗钡阻塞，并具有最小程度的改变电导特性。实验数据和模型计算均表明，钡电阻是由静电引起的。我们证明了钾通道的功能是显著的不受干扰时，正电荷发生在渗透离子附近的位置，应该抵消孔隙螺旋静电效应。因此，与公认的模型相反，孔隙螺旋偶极子似乎是钾通道渗透的一个次要因素。

2003

孔隙螺旋参与稳定向内整流K+通道的开放状态

阿拉吉姆·N.，耶耶列夫斯基·S.，鲁文尼·E.。 (2003) 生物物理期刊上。 85年, 1， p . 300 - 312 摘要

离子通道可以通过各种外部信号进行门控，如电压、pH值和第二信使。然而，大多数离子通道也表现出与外部提示无关的跃迁。这些事件代表了通道蛋白的自发构象变化。自发门控的分子基础及其与通道通过外部线索刺激进行激活门控机制的关系尚不清楚。在这里，我们展示了内直(Kir)通道的近端孔隙螺旋部分决定了自发门起特性，通过稳定爆裂开口以及爆裂状态本身来影响通道的开放状态，而不影响K+离子通道相互作用。孔螺旋对通道开放状态的影响与第二个跨膜结构域(TM2)的两个特征良好的突变在定性上相似，它们使通道稳定在其激活状态。然而，孔隙螺旋和TM2突变对门控的影响是相加的，彼此独立。此外，与两个TM2突变形成鲜明对比的是，孔螺旋突变不影响激动剂响应门的功能。我们的结果表明，在Kir通道中，孔螺旋底部和激动剂诱导的TM2构象转变最终通过不同途径稳定在同一门的开放构象。

GIRK通道的门控:复杂的膜分隔信号复合物的细节

萨佳·R.，阿拉吉姆·N.，鲁文尼·E.。 (2003) 神经元。 39岁, 1， 9 - 12页。摘要

G蛋白偶联的内整流钾通道(GIRK/Kir3)是控制细胞兴奋性的重要因素。近年来，在理解通道激活、调制和信号特异性中涉及的各种成分方面取得了巨大的进展。在这篇综述中，我们总结了这些最近的发现，并试图将它们与最近可用的结构数据联系起来。

FRET显微镜显示与G蛋白偶联钾通道门控相关的构象重排

瑞文I.，卡尔曼宗E.，塞格夫L.和鲁文E.。 (2003) 神经元。 38岁的 2， p . 225 - 235 摘要

G蛋白偶联钾通道(GIRK/Kir3.x)是将抑制性化学神经传递转化为细胞兴奋性变化的关键决定因素。为了理解G蛋白通道激活的机制，有必要定义通道中与Gbetagamma亚基相互作用导致的结构重排。在本研究中，我们使用荧光光谱和全内反射显微镜相结合的方法来监测单个完整细胞中与GIRK通道激活相关的构象重排。我们检测到激活诱导的FRET变化与沿通道中轴的末端旋转和扩张一致。我们提出，这种末端的旋转和扩张通过弯曲和可能的旋转第二跨膜段来驱动通道打开。

2002

酪蛋白激酶2特异性地结合并磷酸化ENaC亚基的羧基端

史华，亚舍·C，容毅，克利格曼·L，鲁文尼·E，西格尔·R.，加蒂·H。 (2002) 2月期刊上。 269年, 18日, p . 4551 - 4558 摘要

许多研究结果表明，蛋白质磷酸化参与了上皮Na+通道(ENaC)的调节。最近的一项研究表明ENaC的β和γ亚基的C尾受到至少三种蛋白激酶的磷酸化[Shi, H.， Asher, C.， Chigaev, A.， Yung, Y.， Reuveny, E.， Seger, R. & Garty, H. (2002) J. Biol。化学学报，2004,27(4):377 - 377。其中一个被鉴定为ERK，它磷酸化betaT613和gammaT623，并影响与Nedd4的通道相互作用。目前的研究确定了第二种蛋白激酶为酪蛋白激酶2 (CK2)，或ck -2样激酶。它磷酸化betaS631， β亚基上一种保存良好的丝氨酸。在体外使用谷胱甘肽- s -转移酶- enac融合蛋白和在体内在表达enac的爪蟾卵母细胞中观察到这种磷酸化。在另一个残基(gammaT599)上，γ亚基被该蛋白激酶弱磷酸化，而α的C尾不被该激酶显著磷酸化。因此，CK2可能参与了上皮Na+通道的调控。

G β γ结合域对GIRK通道激活的分级贡献

萨佳·R.，阿拉吉姆·N.，鲁文尼·E.。 (2002) 美国国家科学院院刊。 99年, 16日, p . 10783 - 10788 摘要

G蛋白偶联向内整流K(+)通道(GIRK/Kir3.x)主要通过与Gbetagamma亚基的直接相互作用激活，在抑制性神经递质受体激活时释放。虽然在所有四个亚基上都发现了Gbetagamma结合域，但这些结合位点对通道门控的相对贡献尚未确定。同样不清楚的是，一旦所有Gbetagamma站点被占用，GIRK通道是否会打开，或者选择是否是一个分级过程。我们使用串联四聚体方法在四聚体上下文中选择性消除特定的Gbetagamma结合域。在这里，我们表明串联四聚体是完全可操作的。只有一个野生型通道亚基的四聚体表现出受体独立的高本构活性。两种或三种野生型亚基的存在逐渐使受体活化。此外，没有GIRK1 Gbetagamma结合域的四聚体显示出较慢的激活动力学。研究发现，激活的减缓与G蛋白信号或受体偶联的调控因子无关，但只要加入GIRK1的一个Gbetagamma结合域，这种减缓就可以逆转。这些结果表明，部分激活可以在低Gbetagamma占用下发生，而完全激活可以通过与三个Gbetagamma结合亚基的相互作用来完成。

捕获传感器

Reuveny E。 (2002) 神经元。 35岁, 5， p . 814 - 815 摘要

ENaC和ENaC与Nedd4的相互作用可以通过erk介导的磷酸化促进

史海华，阿舍尔·C，奇加夫·A，容毅，鲁文尼·E，西格尔·R.，加蒂·H。 (2002) 生物化学杂志。 277年, 16日, p . 13539 - 13547 摘要

上皮细胞Na+通道(ENaC)的磷酸化被认为在其调控中发挥作用。在这里，我们证明了磷酸化β和γ亚基的羧基端促进了它们与泛素连接酶Nedd4的相互作用并抑制通道活性。三种蛋白激酶，磷酸化β和gammaENaC的羧基末端，已通过体外试验鉴定。其中一个磷酸化了β - thr -613和γ - thr -623，在PY基序附近保存良好的c尾苏氨酸。gammathrr -623的磷酸化也在非洲爪蟾卵母细胞表达的通道中被证实，将betatthrr -613和gammathrr -623突变为丙氨酸使通道活性增加3.5倍。通过表面等离子体共振研究了上述磷酸化对ENaC和Nedd4相互作用的影响。由于关联速率常数较高，在beta613或gamma623位置具有磷酸化苏氨酸的肽与Nedd4的WW结构域的结合效果比未磷酸化的类似物好2 - 3倍。使用许多不同的方法证明，作用于betaThr-613和gammathrr -623的蛋白激酶是细胞外调节激酶(ERK)。这表明erk介导的betatr -613和gammaThr-623的磷酸化通过促进其与Nedd4的相互作用下调了通道。

tBID在线粒体膜中均寡聚，诱导细胞凋亡

格林伯格，沙瑞格，扎兹曼-阿米尔，弗鲁姆金，格拉马提卡基斯，鲁文尼，葛洛斯。 (2002) 生物化学杂志。 277年, 14日, p . 12237 - 12245 摘要

肿瘤坏死因子R1/Fas受体的激活导致细胞质BID切割为截断的tBID。tBID易位到线粒体，诱导BAX或BAK的寡聚，导致细胞色素c (Cyt c)的释放。在这里，我们证明了在肿瘤坏死因子α激活的FL5.12细胞中，tBID成为45 kda交联线粒体复合物的一部分，不包括BAX或BAK。通过荧光共振能量转移分析和共免疫沉淀，我们证明了tBID-tBID相互作用发生在活细胞的线粒体中。使用tBID- gst嵌合体的交联实验表明，tBID在线粒体膜中形成同源三聚体。为了测试tBID寡聚的功能后果，我们表达了一个嵌合的FKBP-tBID分子。二价配体FK1012强制二聚FKBP-tBID导致Cyt c、释放、caspase激活和凋亡。令人惊讶的是，tBID的强制二聚并没有导致BAX或BAK的二聚。此外，tBID BH3突变体(G94E)不与BAX或BAK相互作用或诱导二聚，形成45kDa复合体，并诱导Cyt c释放和凋亡。因此，tBID寡聚可能是诱导线粒体功能障碍和凋亡的另一种机制。

定义G蛋白β - γ特异性用于效应物识别

戴尔E，布莱克默T.，斯琪芭N.，达卡Y.，谢克特L.，罗萨尔R.，鲁文尼E.，汉姆H.。 (2002) G蛋白通路B: G蛋白及其调控因子。 344年, p . 421 - 434 摘要

2001

G蛋白偶联内整流K(+)通道的氧化还原依赖门控

蔡德尔·G.，萨佳·R.，鲁文尼·E.。 (2001) 生物化学杂志。 276年, 38岁的 p . 35564 - 35570 摘要

G蛋白偶联的内整流K(+)通道(GIRK)在可兴奋性和内分泌组织的抑制信号传导中起主要作用。这些通道的门控机制是由G蛋白的G β γ亚基的直接相互作用介导的，这些亚基在抑制性神经递质受体激活时被释放。这种门控机制进一步表现为细胞内因子，如阴离子磷脂和Na(+)和Mg(2+)离子。除了这些成分对通道功能的重要作用外，磷酸化事件也可以调节通道活性。本研究探讨了氧化还原调制对GIRK通道功能的影响。细胞外应用还原剂二硫苏糖醇(DTT)激活GIRK通道而不影响其渗透或整流性能，而不还原性谷胱甘肽。dtt依赖的激活被发现模拟受体的激活，并以膜定界的方式直接作用于通道。研究发现，在异四聚体和同四聚体环境下，一个位于n端胞质畴的关键半胱氨酸残基对于dtt依赖性激活至关重要。有趣的是，当突变该半胱氨酸残基时，dtt依赖的激活被取消，但受体介导的通道激活不受影响。这些结果表明，细胞内氧化还原电位可以以受体独立的方式在调节GIRK通道活性中发挥重要作用。 This sort of redox modulation can be part of an important cellular protective mechanism against ischemic or hypoxic insults.

Ba2+阻断小鼠内整流K+通道的机制:两个离散残基的差异贡献

阿拉吉姆，德维尔M.，鲁文尼E.。 (2001) 伦敦生理学杂志。 534年, 2， p . 381 - 393 摘要

1.由Ba(2+)离子阻断IRK1/Kir2.1内整流K+通道是高度依赖于电压的，其中离子在膜电场中大约中间结合。利用非洲爪蟾卵母细胞的异源表达，研究了E125N和T141A两种不同突变对Kir2.1 Ba2+阻滞的影响机制。2.阻塞动力学分析表明，E125N和T141分别影响Ba2+进入通道和结合通道。用天冬酰胺取代125位的谷氨酸大大降低了Ba2+离子进入和离开孔隙的速率。相反，用丙氨酸取代141位的极性苏氨酸会影响Ba2+离子的进入速率，而出口速率不变。3.细胞外溶液的酸化减慢了Ba2+从野生型通道的出口速度，但对Kir2.1(E125N)突变体没有这种影响。4. These results thus reveal two unique roles for the amino acids at positions 125 and 141 in aiding the interaction of Ba2+ with the channel. Their possible roles in K+ permeation are discussed.

爪蟾卵母细胞上皮Na(+)通道COOH末端的体外磷酸化及其对通道活性的影响

齐加夫，吕国强，史海华，阿舍尔，徐瑞，莱特·H，西格尔·R，加蒂·H，鲁文尼·E。 (2001) 美国生理学-肾生理学杂志。 280年, 6， p。F1030-F1036 摘要

最近的研究结果表明，蛋白质磷酸化参与了上皮Na(+)通道(ENaC)的调节。本研究报道了以谷胱甘肽s -转移酶融合蛋白表达的ENaC亚基COOH末端的体外磷酸化。通道亚基被来自大鼠结肠的富含激酶的细胞质片段特异性磷酸化。观察到的磷酸化不是由血清和糖皮质激素调节的激酶sgk介导的。对于γ亚基，磷酸化发生在位于PY基序附近的单一的、保存良好的苏氨酸残基上(T630)。β (S620)上的类似残基也被磷酸化。研究了非洲爪蟾卵母细胞中γ T630和β S620在通道功能中的可能作用。将这些残基突变为丙氨酸对基通道介导电流没有影响。然而，它们确实抑制了sgk诱导的通道活性的增加，但仅在低钠(+)预孵育的卵母细胞中，具有高基础钠(+)电流。因此，突变gT630或bS620可能会限制sgk和低Na(+)组合所获得的最大通道活性。

在内整流钾通道中，通过孔元素耦合G β - γ依赖活化通道开放

萨德佳，K斯玛佳，N.阿拉吉姆，E.鲁文尼。 (2001) 神经元。 29日, 3. p . 669 - 680 摘要

G蛋白偶联向内整流钾通道，GIRK/Kir3。x，由G蛋白的G β γ亚基门控。通过采用一种基于酵母的随机诱变方法来研究门控的分子机制，该方法选择了在缺乏G β γ时活跃的通道突变体。TM2突变被发现模仿G β γ激活状态。这些通道突变体的活性独立于受体刺激和异源表达G β γ亚基的可用性，但依赖于PtdIns(4,5)P-2。结果表明，TM2区域以磷脂依赖的方式在G β γ结合后的通道门控中发挥关键作用。这种内整流K+通道的门控机制可能类似于原核KcsA钾通道中同源区域的参与，因此，提示了门控结构的进化保守性。

2000

醛固酮对sgk的调控及其对上皮Na(+)通道的影响

沈加夫，阿舍尔·C，莱特·H，加蒂·H，鲁文尼·E。 (2000) 美国生理学-肾生理学杂志。 278年, 4, p。F613-F619 摘要

醛固酮是调节紧致上皮细胞钠(+)吸收的主要皮质类固醇，主要通过未知诱导蛋白激活上皮细胞钠(+)通道(ENaC)起作用。最近，有报道称醛固酮诱导血清和糖皮质激素依赖性激酶sgk，并且在非洲斑尾鼠卵母细胞中与该激酶共表达ENaC增加了氨酰氯胺敏感的Nat电流(Chen SY, Bhargava A, Mastroberardino L, Meijer OC, Wang J, Buse P Firestone GL, Verrey F，和Pearce D. PI OC Natl Acad Sci USA 96: 2514-2519, 1999)。本研究旨在进一步研究醛固酮对天然哺乳动物上皮细胞sgk的调控，并研究其对ENaC的影响。在体内和体外实验中，大鼠肾脏和结肠中sgk mRNA的丰度几乎增加了5倍，但在肺中没有。醛固酮在肾皮质和髓质中检测到sgk的诱导，而乳头中表达了高水平的激酶。sgk mRNA的增加早在激素应用后30分钟就被检测到，并且与从头蛋白质合成无关。观察到的醛固酮剂量-反应关系表明，反应是介导的，至少部分，由占用的矿物皮质激素受体。在非洲爪猴卵母细胞中共表达sgk和ENaC可使阿米洛利阻断的Na(+)通道活性增加4倍。已知β -亚基中的点突变会损害Nedd4 (Y618A)对通道的调节，但对sgk的反应没有显著影响。

1999

g蛋白门控钾通道的g蛋白控制

鲁文尼·e·简·L。 (1999) 钾离子通道:分子结构、功能与疾病。 46岁, p . 321 - 335 摘要

1998

G蛋白β - γ亚基与效应子相互作用的分子基础

福特C.，斯琪芭N.，裴H.。et al。 (1998) 科学。 280年, 5367年, p . 1271 - 1274 摘要

异三聚鸟嘌呤核苷酸结合蛋白(G蛋白)的α亚基和β γ亚基都能将信号从受体传递到效应子。G β γ亚基，可以调节多种效应剂，包括离子通道和酶。与鸟嘌呤二磷酸结合的G α亚基(G α - gdp)抑制了G β γ亚基的信号转导，表明G α结合和效应相互作用在G β γ亚基上存在共同的界面。通过对与G α - gdp接触的G β残基进行突变分析，揭示了G β γ与效应剂相互作用的分子基础。对这些突变体调节钙钾通道、腺苷酸环化酶2、磷脂酶c - β 2和β -肾上腺素能受体激酶活性的能力的分析揭示了激活每个效应物所需的G β残基，并为调节这些效应物的G β部分重叠结构域提供了证据。对于不同的效应子和G α， G β上相互作用区域的组织解释了为什么亚基解离对通过G β γ亚基的信号传输至关重要。

(所有作者)

1997

利用功能同源突变体探索g蛋白对K-ACh通道的两个亚基GIRK1和GIRK4的调控

孟伟杜，陈凯歌，隋俊杰，李志强，吕文华，李志强，李志强。 (1997) 生物化学杂志。 272年, 50岁, p . 31553 - 31560 摘要

在心脏中，g蛋白激活通道是两种同源蛋白GIRK1和GIRK4的复合物。蛋白的单独表达导致通道几乎不活跃或不活跃，因此很难评估每个亚基对通道复合物的单独贡献。位于GIRK1 H5区域的残基Phe(137)对于GIRK1和GIRK4之间的协同作用至关重要(Chan, K. W.， Sui, J. L.， Vivaudou, M.和Logothetis, D. E. (1996) Proc. Natl。学会科学。美国93,14193 -14198)。通过修饰该残基或GIRK4, Ser(143)的匹配残基，我们已经能够生成突变蛋白，这些突变蛋白在爪蟾卵母细胞中单独表达时产生较大的内纠偏g蛋白调制电流。两种活性突变体(GIRK1(F137S)和GIRK4(S143T))的异源表达的增强活性不是由内源性卵母细胞通道亚基引起的，与野生型相比，这些突变体在定位到细胞表面的能力上没有表现出明显的差异。当将这些功能突变通道与野生型异体通道单独比较时，它们对与毒蕈碱受体、g蛋白β - γ亚基、野生型或突变g蛋白α亚基以及百日日毒活性原体共表达的许多操作的反应只有很小的差异。这些实验证实了G β γ在调节通道活性方面的关键作用(尽管不是唯一的作用)，证明了GIRK1(F137S)和GIRK4(S143T)，以及通过外推它们的野生型对口物，以质的相似方式与G蛋白亚基相互作用。这些发现表明，与g蛋白相互作用的功能重要位点可能位于GIRK1和GIRK4的同源区域，而不是在发散的末端区域。 They also raise the question of the functional advantage of a heteromeric over homome

G蛋白偶联的内整流K+通道失活

Reuveny E。 (1997) 伦敦生理学杂志。 505年, 1， 2 - 2页。摘要