湖南大学“岳麓材料青年学者论坛”第327期
题目：冰与火之歌——基于冷冻电镜的热休克蛋白机理研究（A song of ice and fire: cryo-EM interrogation of the HSP90 molecular chaperone machinery）
报告人：刘彦欣
地 点: 两山一湖中三栋205会议室
时 间：2026年03月06日 10:00-11:00
主持人：张瑞兴/马超 教授
邀请人：材料科学与工程学院
刘彦欣 博士，马里兰大学（University of Maryland, College Park）化学与生物化学系助理教授、生物科学与技术研究所 (Institute for Bioscience and Biotechnology Research) 研究员。刘博士本科就读于西安交通大学应用物理系，在伊利诺伊大学香槟分校（University of Illinois at Urbana-Champaign）取得物理学博士学位，而后在加州大学旧金山分校（University of California, San Francisco）医学院生物物理与生物化学系完成博士后研究，期间曾获得Helen Hay Whitney Foundation, 霍华德·休斯医学研究所 (Howard Hughes Medical Institute), 以及美国心脏学会的博士后基金资助。刘博士的课题组长期致力于细胞应急响应，蛋白质跨膜转运，以及分子伴侣蛋白的机理研究。主要运用的研究手段包括高分辨率冷冻电镜，冷冻电子断层扫描，以及基于超级计算机并行计算的大规模分子动力学模拟。课题组希望通过交叉融合生物物理，计算化学，结构生物学等学科推动重大疾病以及罕见病的创新药物研发。
摘要：热休克蛋白90 (Hsp90)是一种普遍存在的分子伴侣，能够促进数百种“底物”蛋白的折叠和成熟，这些底物蛋白在信号传导和调控过程中高度富集。尽管其功能十分重要，但Hsp90如何介导底物蛋白的成熟以及辅助伴侣蛋白如何调控这一过程，目前仍知之甚少。本次报告中，我将分享三个案例来解答这些问题。首先，我们确定了呼吸链复合物II中的人类琥珀酸脱氢酶B (SdhB)，它是第一个可以进行详细生化研究的线粒体Hsp90 (Trap1)底物蛋白。Trap1:SdhB复合物的冷冻电镜结构阐明了Hsp90与部分展开的SdhB之间的相互作用，揭示了一种高度保守的底物相互作用机制。其次，我们意外地发现，除了经典的二聚体状态外，Trap1还以多种四聚体状态存在。借助SdhB，我们利用冷冻电镜技术获得了高分辨率的四聚体Trap1结构。此外，我们还解析了酵母和人源系统中胞质Hsp90与ATPase加速辅助伴侣蛋白 Aha1 复合物的原子分辨率结构。这些结构表明，Aha1作为构象和化学激活剂，通过打破 6 种不同且依次稳定的状态之间的屏障来催化Hsp90循环。
