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基于血影蛋白（）的膜骨架是后生植物細胞脂膜下普遍存在的膜相關的二維細胞骨架。骨架蛋白的突變會損害細胞膜的機械硬度和功能，造成不同類型的人類癌癥。
2023年4月11日，成都學院高寧及李寧寧共同通信在Cell在線發表題為“basisofinredbloodcells”的研究論文，該研究闡明了血紅細胞膜骨架組織的結構基礎。該研究報導了天然血影蛋白-肌動蛋白聯接復合物(來自豬紅細胞)（一種特化的短F-肌動蛋白細胞膜骨架，作為膜骨架的中心組織單位）的冷藏電鏡結構。
當α-/β-異質四聚體結合到F-肌動蛋白的倒刺端作為一個柔性帽時，（原肌球調節蛋白）和一起在尖端產生一個絕對帽。聯接復合物通過中間層的環狀結構與原肌球蛋白（）在其整個寬度上的周期性互相作用而加大。這項工作為理解膜骨架的組裝和動力學提供了一個結構框架，并為其他F-肌動蛋白系統中各類無處不在的F-肌動蛋白結合因子的機制提供了看法。
基于血影蛋白的膜骨架是一種平行于細胞膜下方的球狀網路，廣泛存在于后生植物的不同細胞類型中。典型的細胞骨架是由條狀肌動蛋白(F-肌動蛋白)組成的三維網路，而膜骨架是由血影蛋白纖維組成的專門的二維網路。膜骨架首先在紅細胞中被發覺。在神經元中也有挺好的研究，在軸凸出始節段和節點的產生中起關鍵作用，這對動作電位的起始和快速傳播很重要。它為細胞膜提供機械支撐，并介導細胞骨架組件與細胞膜之間的通訊。膜骨架還通過系角膜蛋白，控制膜蛋白的降維和分布，調節細胞對各類訊號的反應。
在喂奶植物紅細胞中，膜骨架的基本組織單位是每位晶格點上的短F-actin，它作為樞紐聯接毗鄰晶格點的血影蛋白纖維。這些基于肌動蛋白的血影蛋白對接復合物被命名為血影蛋白-肌動蛋白聯接復合物。紅細胞中聯接復合物的組成部份包含幾種普遍存在的F-肌動蛋白結合蛋白，包括原肌球蛋白(TM)和原肌球調節蛋白(Tmod)，以及一些聯接特異性蛋白，如、蛋白4.1(P4.1)和。這種誘因共同作用，提高聯接復合物的穩定性，并強化肌動蛋白-血影蛋白的互相作用。
機理模式圖（圖源自Cell）
骨骼成份如血影蛋白、錨蛋白（）、P4.1和band3的缺少或突變是造成各類遺傳性紅細胞膜癌癥的誘因。錨蛋白B功能缺位突變與遺傳性心率失常有關，稱為錨定蛋白B綜合征。的一些突變與高血糖有關，這可能是因為在腎小管上皮細胞中的功能障礙。除循環系統外，β-III突變可導致遺傳性進行性神經退行性疾患，即5型腦干腦干共濟失調。
迄今為止，聯接復合體的精細結構依然缺位，高幀率的結構信息僅為某些結構域或個別因子截斷方式的部份配合物。這些知識差別限制了人們對這種骨架蛋白在紅細胞和神經元功能中的準確作用的理解。在該研究中，作者報導了從豬紅細胞中分離的血影蛋白-肌動蛋白聯接復合物的冷藏電鏡剖析。該研究數據闡明了聯接復合體和膜骨架組織的通常原理，并為理解膜骨架的功能和動力學提供了一個框架。
上海學院生命科學大學高寧院士和李寧寧副研究員為本文的共同通信作者，李寧寧和上海學院前沿交叉學科研究院博士研究生陳思伊（西城實驗室研究生項目）為本文的共同第一作者。復旦學院生命科學大學張強鋒院士和課題組博士后徐魁、北京生命科學研究所董夢秋研究員和課題組博士生何夢婷也參與了這項工作。
原文鏈接：
(23)00278-7
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