Cell：肌肉是如何工作的

 维也纳大学和伦敦国王学院（KCL）的研究团队经过八年努力，阐明了一个基础肌蛋白的分子结构和调控机制。这项发表在Cell杂志上的研究，将有助于改进相关疾病的治疗。

绝大多数动物依靠肌肉才能行动，而肌肉的最小功能单位是肌小节。“肌小节主要由肌动蛋白和肌球蛋白纤维组成。肌肉收缩不仅依赖于这些纤维的彼此滑动，还需要肌动蛋白纤维锚定在Z盘（Z-discs）上。α辅肌动蛋白（α-actinin）是Z盘的主要蛋白，它还负责锚定另一个蛋白titin。Titin确保肌小节的肌动蛋白和肌球蛋白纤维正确定位，并在肌肉活动结束后将肌小节调节到原始长度，”这项研究的领导者，维也纳大学的Kristina Djinović-Carugo说。

α辅肌动蛋白的重要性

α辅肌动蛋白是一个非常基础的蛋白，这种蛋白缺失会导致胚胎死亡，它的功能异常会引起严重的疾病，比如肌营养不良症和心肌疾病。了解α辅肌动蛋白的详细结构，就能更好的理解疾病相关突变，帮助人们更好的进行诊断和治疗。

“我们通过X射线晶体学技术确定了α辅肌动蛋白的结构。获得质量足够高的蛋白就花了好几年时间，”Kristina Djinović-Carugo介绍到。

意大利螺旋面一样的结构

研究显示，α辅肌动蛋白由头部、颈部和杆状主体组成，两个α辅肌动蛋白会形成对称的复合体，看上去有点像意大利螺旋面。蛋白的头部负责结合肌动蛋白，而杆状主体末端的L形部件与另一个分子的颈部互作。这种结构不仅能同时结合肌动蛋白和titin，还将它们锚定在Z盘上。

脂肪酸PIP2的调节

“人们一直推测，α辅肌动蛋白与titin之间的互作受到脂肪酸PIP2的调节，这一机制控制着蛋白开启和关闭。我们首次揭示了这个具体过程，PIP2如何开/关α辅肌动蛋白，进而调节它与肌动蛋白和titin的结合，”Kristina Djinović-Carugo说。

PIP2不存在时，α辅肌动蛋白的L形部件结合在另一个分子的颈部。如果PIP2出现，这个部件就从颈部解离转而结合titin。破坏α辅肌动蛋白的PIP2结合位点，或者让α辅肌动蛋白永久结合titin，肌小节都会丧失有序结构。

这项研究阐明了肌肉建立和收缩的分子机制，可以帮助人们更好的恶理解遗传性和获得性肌病，以便开发出新的治疗策略。