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机械感受对生物有机体进行正常的生命活动具有非常重要的意义。机械门控离子通道作为重要的分子受体在机械感受过程中承担着重要的感受器的作用。它能够将机械刺激快速的转化成电化学信号,在低等到高等生物的生命活动中起着至关重要的作用。Piezo蛋白家族近来已经被证实是哺乳动物中长期寻找的首类真正意义上的机械门控阳离子通道。鼠源Piezo1通道蛋白每个亚基有2547个氨基酸,形成一个具有三个扇叶的螺旋桨结构的同源三聚体,包括中间的离子通透模块和外周的具有螺旋桨结构的机械传导模块以及中间连接的横梁区。Piezo1通道作为哺乳动物中机械敏感阳离子通道的原型,已被证实在众多机械传导过程中具有重要的生理学功能,比如血管发育、细胞迁移等。然而,它的机械门控和传导机制至今仍不是很清楚。得益于高通量药物筛选的方便快捷,我们鉴定到一系列新的Piezo1的小分子化合物激动剂,命名为Jedi.Jedi与已知的激动剂Yoda1不同,且经过化合物结构的优化与鉴定发现Jedi1的效果最好。通过单细胞钙成像和电生理实验发现Jedi能够激活Piezo1引起钙内流和产生电流。另外,表面等离子共振实验表明Jedi能够与Piezo1蛋白的机械传导模块结合而不是离子通透模块。结合Jedi的化合物性质及电生理实验结果,发现Jedi作用到Piezo1通道的胞外区。一系列胞外区删除的突变体的构建表达和测试发现,胞外区657-677和870-921删除取消了Jedi对Piezo1的激活作用,而Yoda1的作用正常。结合结构信息和交联质谱实验,我们定位出了横梁区的序列。经过横梁区一系列突变体的构建和鉴定,找到L1342和L1345两个重要位点,突变后能够取消Jedi和Yoda1的激活作用。电生理数据发现两个胞外区删除削弱了Piezo1的机械敏感性,氨基酸位点突变也降低了Piezo1的机械敏感性。然而胞外删除和突变都不影响Jedi与Piezo1蛋白的结合,暗示着长距离的别构调控。综上所述,本研究为Piezo作用机制的研究提供了新的研究工具,并提出类似杠杆作用的门控和传导机制,为深入理解哺乳动物中机械门控Piezo通道的作用机制奠定了基础。