維也納大學和倫敦國王學院（KCL）的研究團隊經過八年努力，闡明了一個基礎肌蛋白的分子結構和調控機制。這項發表在Cell雜志上的研究，將有助于改進相關疾病的治療。

絕大多數動物依靠肌肉才能行動，而肌肉的最小功能單位是肌小節。“肌小節主要由肌動蛋白和肌球蛋白纖維組成。肌肉收縮不僅依賴于這些纖維的彼此滑動，還需要肌動蛋白纖維錨定在Z盤（Z-discs）上。α輔肌動蛋白（α-actinin）是Z盤的主要蛋白，它還負責錨定另一個蛋白titin。Titin確保肌小節的肌動蛋白和肌球蛋白纖維正確定位，并在肌肉活動結束后將肌小節調節到原始長度，”這項研究的領導者，維也納大學的Kristina Djinović-Carugo說。

α輔肌動蛋白的重要性

α輔肌動蛋白是一個非常基礎的蛋白，這種蛋白缺失會導致胚胎死亡，它的功能異常會引起嚴重的疾病，比如肌營養不良癥和心肌疾病。了解α輔肌動蛋白的詳細結構，就能更好的理解疾病相關突變，幫助人們更好的進行診斷和治療。

“我們通過X射線晶體學技術確定了α輔肌動蛋白的結構。獲得質量足夠高的蛋白就花了好幾年時間，”Kristina Djinović-Carugo介紹到。

意大利螺旋面一樣的結構

研究顯示，α輔肌動蛋白由頭部、頸部和桿狀主體組成，兩個α輔肌動蛋白會形成對稱的復合體，看上去有點像意大利螺旋面。蛋白的頭部負責結合肌動蛋白，而桿狀主體末端的L形部件與另一個分子的頸部互作。這種結構不僅能同時結合肌動蛋白和titin，還將它們錨定在Z盤上。

脂肪酸PIP2的調節

“人們一直推測，α輔肌動蛋白與titin之間的互作受到脂肪酸PIP2的調節，這一機制控制著蛋白開啟和關閉。我們首次揭示了這個具體過程，PIP2如何開/關α輔肌動蛋白，進而調節它與肌動蛋白和titin的結合，”Kristina Djinović-Carugo說。

PIP2不存在時，α輔肌動蛋白的L形部件結合在另一個分子的頸部。如果PIP2出現，這個部件就從頸部解離轉而結合titin。破壞α輔肌動蛋白的PIP2結合位點，或者讓α輔肌動蛋白永久結合titin，肌小節都會喪失有序結構。

這項研究闡明了肌肉建立和收縮的分子機制，可以幫助人們更好的惡理解遺傳性和獲得性肌病，以便開發出新的治療策略。