NATURE SCIENCE最新内容精选

2010-01-13 08:51
科学中国人 2010年2期
关键词:晶体结构离子通道受体

NATURE SCIENCE最新内容精选

脱落酸的晶体结构

脱落酸(ABA)是一种主要植物激素,其作用是保护植物不受干旱和低温等压力影响,并且在气孔打开和种子休眠等日常响应中发挥作用。在ABA通道中作为受体而引人注目的是PYR/PYL/RCAR家族的蛋白以及2-型磷酸酶ABI1、ABI2和PP2C,它们抑制ABA信号作用。现在,三个研究小组报告了ABA在非结合状态及在包括PYL2-ABA-PP2C和P YL1-ABA-ABI1在内的不同复合物中的晶体结构。这些结构表明,PYL/ABA生成一个与P P 2C 和ABI1相结合的疏水穴,同时结合生化研究,这些结构还为ABA信号作用指出了一个机制。研究人员在试管中重构了ABA信号通道(这对植物激素来说是第一次),并在活体中对关键观测结果进行了验证。

“大鼠GluA2受体”的X-射线晶体结构

中枢神经系统中的大多数兴奋型神经传输(允许神经元彼此沟通的事件)是由离子型谷氨酸盐受体调控的,这些受体通过打开结合谷氨酸盐上的一个跨膜离子通道发挥作用。过去人们对它们的总体结构知之甚少,但现在EricGouaux及其同事报告了结合到一个竞争性拮抗剂上的对AMPA敏感的亚型“大鼠GluA2受体”的X-射线晶体结构。该受体(如封面图片所示)具有一个出乎意料的对称性和亚单元排列:总体上为双重对称,细胞外区域按局部二聚体对的形式来组织。离子通道区域表现出四重对称。这种结构(是根据来自定点诱变实验的数据获得的)表明,对NMDA敏感的受体GluN1和GluN2A在总体结构上与GluA2相似。从这些结构可以推断出非竞争性拮抗剂和孔阻断分子对离子通道的激发、脱敏和抑制机制。

战争的共同规律

很多看似随机或混沌的人类活动被发现具有普遍的统计规律,其中包括人类冲突:整个战争中所积累的伤亡规模分布遵守一个大致的指数定律。但不同战争中的事件是否有共同规律?NeilJohnson及其同事发现的确是这样的。利用来自包括阿富汗、伊拉克和哥伦比亚战争在内的一系列战争的详细数据,他们发现叛乱战争彼此之间有共同规律,而且也与全球恐怖活动有共同规律。他们用人类群体之间的生态互动来解释暴力事件的规模和发生时间。他们的模型与人们最近有关叛乱的假设是一致的,并且在叛乱战争、恐怖活动和生态环境之间建立了一个定量联系。该模型与金融市场模型的相似性表明,在暴力的和非暴力的人类活动之间也有一个联系。本期封面所示为2006年11月在安达尔地区的塔利班叛军。

2009年度新闻人物

2009年度新闻人物是美国总统奥巴马大胆提名的能源部长人选朱棣文。 这位曾经获得过诺贝尔奖的物理学家受命推动世界最大经济体及其能源行业的变革,以适应21世纪的需要。朱棣文曾在劳伦斯伯克利国家实验室工作4年时间,在这期间,他将该实验室重塑为替代能源研究的一个领先机构。担任能源部长后,他也不忘将该实验室在“曼哈顿项目”中所开创的战时精神移植过来。朱棣文说,如果美国要动员其科学与技术资源应对气候变化的话,那么它将需要在上个世纪40年代推动原子弹早期研究工作的那种紧迫感。

夏威夷热点下地幔S波速结构

定义热点下的地幔结构对于揭示地幔深度具有重要意义。利用海床和陆地地震仪网络获得夏威夷群岛下的S波速三维图像显示,存在一个被抛物线状高速异常包围着的沿岛链方向延伸的上地幔低速异常,持续下降到410-660km深的地幔过渡区。该结果与先前观察到的过渡区变薄相一致。研究表明,在夏威夷群岛东南存在着一个几百公里宽的低速区域。这些图像显示夏威夷热点是由较低地幔中上升高温热流柱形成的。

DNA结合变得更容易

本期封面是一张水稻叶内部的局部照片,水稻致病菌水稻黄单胞菌(Xanthomonasoryzaepv. Oryzicola)正通过气孔入侵水稻细胞。黄单胞菌通过被称作转录类激活因子(TranscriptionActive-like,TAL)效应物的异常D N A结合蛋白上调控感染相关重要基因的途径来感染宿主细胞。两项相关研究破译了T A L效应物靶目标的特异性,这些新发现的特性可被用于基因工程。

本年度最重大突破:“Ardi”

Ardipithecusramidus是已知最早的人类祖先骨架化石,在其发现的15年后,本刊十月份以11个版面全面报道了研究成果。她生活在440万年前,是直立人科的新种,该科包括人类和我们的祖先,但不包括其他现存类人猿的祖先。研究人员称,A rdi特殊的解剖结构不同于现存类人猿的祖先,也不同于后来的直立人,如L ucy。重要的是,A rdi揭示了奠定直立行走基础的远古解剖结构变化。虽然,并不是所有古人类学家都承认Ardipithecusramidu是我们的祖先,甚至是一种直立人,但是无人否定这一新发现的重要性。

揭示分子氧化物纳米轮自组中过渡态模板

自组装被证明是结构性修复复杂纳米材料的强有力方法,然而其机制常由于共用点混淆而被掩盖。我们利用流动系统来研究直径3.6nm氧化钼纳米轮的组装过程。研究发现,中间体晶体中{M o36}核心簇表现出作为周围{M o150}轮组装模板的特性。模板过渡的本质是,在轮减弱到最终电子态后{M o36}核心被抛出。在反应混和物中有意加入模板实验进一步证实了模板在自组装机制的作用,加入模板可以显著加快{M o150}轮组装速率并提高产量。

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