來自哥倫比亞大學、貝勒醫學院和北京生命科學研究所等機構的研究人員，在新研究中發現了一個新型的鉀離子通道TrkH，并揭示了這一離子通道的門控機制。相關研究論文“Gating of the TrkH ion channel by its associated RCK protein TrkA”發表在4月17日的《自然》（Nature）雜志上。

領導這一研究的是華人科學家、現任職哥倫比亞大學和貝勒醫學院的周鳴（Ming Zhou）博士。其主要研究方向是膜轉運的分子生理學：通道與載體的結構，功能與調控；脂代謝酶的結構與功能；小分子和天然化合物對通道，載體與酶的高通量篩選。因其突出成果，曾獲得Sloan研究獎、Pew 學者獎、Basil O’Connor 學者培養獎和Irma Hirschl 獎等獎項。

K+ 是很多生理過程所必需的，它必須在所有活細胞中聚集以使其能夠存活。在細菌中，K+吸收是由K+轉運（SKT）蛋白超家族所介導和調控。細菌TrkH、TrkG和KtrB蛋白構成了最大的SKT亞家族。近期報道的來自副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）的TrkH的晶體結構表明，TrkH四個相連接的同源結構域類似于KcsA K+通道的亞單位，但同時它也具有非典型的K+通道結構特征。

TrkH、TrkG和KtrB結合膜蛋白可與一種細胞內調控蛋白形成復合物。與TrkH和TrkG組裝到一起的蛋白是TrkA，而KtrB則與KtrA發生互作。KtrA 和TrkA分別是由1個和2個RCR結構域構成的胞質蛋白。

最初TrkH、TrkG和KtrB蛋白被認為是一類H+或Na+依賴性K+轉運蛋白，但它們與K+通道的序列和結構相似性表明，這些蛋白有可能具有離子通道功能。然而目前TrkH/TrkG/KtrB蛋白質家族中的所有成員的離子通道活性均未得到過證實。假如TrkH是一種離子通道，那它與TrkA蛋白結合對于通道門控有何影響？

為了解答這些問題，在新研究中哥倫比亞大學的研究人員確定了TrkH–TrkA復合物的結構和功能特征，首次證實了TrkH是一種離子通道。通過解析與TrkH形成復合物，以及孤立存在的TrkA，研究人員發現兩種情況下TrkA門控環顯示完全不同的構象。當與TrkH形成復合物時，TrkA處于關閉狀態；而孤立存在時，TrkA處于開放狀態。

此外，研究人員還證實通過TrkH–TrkA復合物的離子流分別受到ATP和ADP的正負調控。有可能細胞內ATP與ADP的比值決定了TrkH的活性。新研究結果表明TrkH離子通道活性有可能是通過ATP誘導TrkA構象改變而實現。由此揭示了一種生物體影響代謝狀態調控離子導入的新機制。