香港科技大學張明杰院士團隊揭示了一種神經系統(tǒng)突觸蛋白組織的新機制。團隊利用上海光源生物大分子晶體學線站解析了PSD-95和SynGAP的復合物晶體結構，發(fā)現(xiàn)PSD-95通過C端延伸的PDZ結構域特異性地識別SynGAP。研究團隊還在SynGAP的C端鑒定出一個coiled-coil結構域。通過這個結構域，SynGAP形成同源三聚體，并能結合多個PSD-95分子。
有意思的是，通過這種多價態(tài)的相互作用，PSD-95和SynGAP能自發(fā)組裝成一種蛋白質網(wǎng)絡結構。隨著濃度的提升，該結構經由液相—液相的相變過程，在試管中和細胞內均能形成一種致密而動態(tài)的“油滴狀”無膜包被結構。PSD-95和SynGAP均自發(fā)地富集在該“油滴狀”結構中，同時還能與周圍水相環(huán)境進行快速的分子交換。
這一現(xiàn)象暗示著蛋白的相變也許是突觸后致密區(qū)的形成機制?；赑SD-95/SynGAP復合物結構以及SynGAP三聚體結構設計的點突變實驗，研究人員進一步確認，多價態(tài)的相互作用是“油滴狀”結構形成的分子基礎。海馬體神經元的細胞學實驗證實，該類點突變會影響SynGAP在突觸后致密區(qū)的定位、富集和對神經活動的響應，并因此改變神經細胞突觸的興奮性。這或可解釋自閉癥的發(fā)病原理。
相關專家表示，該研究發(fā)現(xiàn)了一種突觸蛋白組織的新機制——神經細胞通過基本的物理變化“相變”，將不同的功能原件組織在特定的位置，完成特定功能。這將有助于理解為何這些突觸蛋白上的遺傳缺陷會導致一系列嚴重且常見的中樞神經系統(tǒng)疾病，從而為研發(fā)針對這些疾病的療法注入新靈感。