清華顏寧研討組初次剖析NAT家屬卵白構造

2015-04-07 17:12 來源：http://m.elinglong.com/ 閱讀：次

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清華顏寧研究組在天下上初次解析NAT家族蛋白結構

相干結果頒發在《天然》雜志

　　清華消息網3月22日電 3月20日，清華年夜學醫學院傳授、生命學院兼職教學顏寧和性命學院王佳偉副研究員配合引導的科研小組，在《做作》（Nature）揭橥了名為Structure and mechanism of the uracil transporter UraA（尿嘧啶轉運蛋白UraA的結構和機制）的科研論文，活著界上初次解析了NAT（Nucleobase/Ascorbate Transporter，核苷堿基-維生素C轉運蛋白）家族蛋白UraA的晶體結構，由此處理了困擾寬大生物學家的一大困難。

　　各類核苷堿基(nucleobases)以及維生素C的接收由一類跨膜轉運蛋白家族NAT蛋白介導。而他們經過怎么的機制完成跨膜轉運，一直是個謎。核苷堿基-維生素C轉運（NAT）蛋白家族，又稱為核苷堿基-陽離子同向轉運載體2（NCS2）蛋白家族，在各種生物核苷堿基攝取的生理運動中發揮側重要作用。核苷堿基作為DNA、RNA的重要構成成份，是各種生物必須的分子,總裁培訓班，而維生素C則在人類安康中起著癥結的作用，家喻戶曉，維生素C的攝取缺乏會致使壞血病。因而，知曉NAT家族蛋白的三維結構信息和其施展生理活性的機制結構相當重要。顏寧研究組此次剖析UraA的晶體結構及其機制則發表了這一答案。

圖為UraA三維晶體結構

圖為UraA轉運機制模子

　　該科研小組研討職員經由構造剖析，發現UraA在空間排布上浮現兩個顯明的結構域，即中心結構域跟門控結構域。在已有的結構基本上，他們經過大批的體內體外生化試驗進一步證實了該卵白特別結構的心理意思：蛋白底物尿嘧啶在跨膜轉運的過程當中起首被正確地定位在兩個結構域之間，進而經由過程核心結構域和門控結構域之間的構像變更實現全部轉運進程。他們還發明了在底物辨認共轉運中起要害感化的數個氨基酸。科研小組依據序列比擬，進一步提出了NAT家屬應用鈉離子或質子共轉運底物的份子機理。

　　顏寧教授帶領的科研小組自樹立以來即努力于對膜轉運蛋白結構，特殊是養分物資——質子共轉運蛋白的結構與分子機理的研究。他們在2007年開端了對NAT家族蛋白的研究，首先拔取了大腸桿菌尿嘧啶-質子共轉運蛋白（Uracil:proton Symporter）UraA這一該家族代表性成員作為研究工具，利用古代結構生物學的方式，終究在2010年4月初次取得了UraA與底物尿嘧啶高達2.8埃的高辨別率三維精致結構。通過對三維晶體結構的分析，他們欣喜地發現：在領有由14個跨膜片段構成的兩個反向反復序列的UraA蛋白中，存在著一種全新的蛋白折疊情勢。在第3號和第10號跨膜片斷間存在著一對反向平行的beta-折疊片，它們在蛋白結構的保持和蛋白底物的識別中發揮了重要作用。

　　這一發現基礎推翻了始終以來對膜整合蛋白結構的認知。從前25年的膜蛋白結構生物學研究仿佛表白，膜整合蛋白的跨膜區或只要alpha螺旋，或許只要beta折疊。獨一的破例是S2P蛋白，其在膜邊沿處另有三個beta折疊，因為是出于蛋白邊緣，還一度被專家質疑是不是是因為體外結晶釀成的結構變相。而UraA的結構毫無疑義地證明這alpha螺旋和beta折疊兩種蛋白二級結構能夠在膜蛋白的跨膜區中同時存在，這一發現為研究膜蛋白的折疊和退化供給了主要線索。

　　據悉，這是清華大學結構生物學核心自2009年4月以來，作為通信作者發的第10篇《天然》、《迷信》、《細胞》論文。

　　附：文章揭曉鏈接：

供稿：醫學院編纂：露英