Ryanodian受体(ryanodine receptors，RyRs)是分布在肌质网和内质网上的钙离子释放通道蛋白。RyRs是一个同源四聚体，其分子量超过2.2MDa;80％的氨基酸在胞浆中折叠形成胞浆区，剩余的氨基酸折叠形成包含离子通道的跨膜结构域。在哺乳动物中有三种RyRs的亚型，分别是RyR1，RyR2和RyR3，有着70％的同源性。其中RyR1主要在骨骼肌中表达，它在骨骼肌兴奋-收缩偶联中起着重要作用，控制着肌质网中钙离子的释放;同时，很多因素都可以调节RyR1的功能，其中最重要的就是钙离子的调控。虽然已经有人报道了兔源RyR1关闭态的近原子分辨率的结构，但是还没有高分辨率的开放态的结构，这阻碍了人们对钙离子激活RyR1的分子机制的研究。　　本研究中，我们利用冷冻电镜三维重构技术解析了钙离子激活的兔源RyR1开放态的高分辨结构。为了得到稳定的开放态，除了加入100μM钙离子，我们还加了阻塞剂钌红将其稳定在开放态。我们采用FEI公司Titan Krios300kV场发射低温透射电镜对制备出的钙离子激活的兔源RyR1开放态蛋白样品成像，并用FalconⅡ多帧模式进行数据收集。利用Relion1.4按照常规数据处理流程得到了两类结构Class1和Class2，分辨率分别是7.7(A)和8.8(A)。此后我们对数据处理方式做了改进，包括图像漂移校正方式和三维分类方式，重新处理数据后两类结构Class1和Class2的分辨率分别为4.9(A)和7.7(A);再分别对这两类结构的核心区（通道结构域和中央结构域）进行局部修正，结果其核心区的分辨率分别为4.2(A)和4.9(A)。两类结果最大的差别在于，Class1电镜密度图的通道里多了一部分密度，位于选择性滤器和“门”之间，推测可能是钌红的密度。于是我们认为Class1是稳定的钙离子激活的兔源RyR1开放态，Class2可能是关闭态和开放态之间的一个中间态。根据此近原子分辨率的开放态的电镜密度，我们进行了原位建模。　　通过将我们解析出的钙离子激活的兔源RyR1开放态与已报道的分辨率为3.8(A)的兔源RyR1关闭态结构进行结构比较和分析，我们得出了受钙离子激活后，RyR1的长程变构、通道开放以及通道离子选择性的分子机制。　　在关闭状态下，RyR1的通道被四个亚单位上的I1e4937氨基酸组成的疏水门限制住。而在钙离子激活状态下，钙离子结合到中央结构域的EF hand上引起其构象变化，此构象变化通过长程变构机制传递到与其有相互作用的结构域并最终通过CTD结构域和VSD结构域传至通道结构域的S6螺旋处，导致其向外扩张通道开放。另外通过对选择性滤器的分析，发现这部分结构灵活性很强，受钙离子激活后孔径扩张;再结合其对应一级序列多为带负电氨基酸的特点，于是我们推测其是通过静电相互作用选择阳离子，这很好地解释了RyR1通道对一价和二价阳离子选择的广谱性。　　综上，本文利用冷冻电镜单颗粒分析技术解析了钙离子激活的兔源RyR1开放态的高分辨率结构，并提出了钙离子激活条件下RyR1在长程变构、通道开放以及离子选择方面的分子机制。