清华颜宁研讨组初次剖析NAT家属卵白构造

2015-04-07 17:12 来源：http://www.ceo315.org/ 阅读：次

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清华颜宁研究组在天下上初次解析NAT家族蛋白结构

相干结果颁发在《天然》杂志

　　清华消息网3月22日电 3月20日，清华年夜学医学院传授、生命学院兼职教学颜宁和性命学院王佳伟副研究员配合引导的科研小组，在《做作》（Nature）揭橥了名为Structure and mechanism of the uracil transporter UraA（尿嘧啶转运蛋白UraA的结构和机制）的科研论文，活着界上初次解析了NAT（Nucleobase/Ascorbate Transporter，核苷碱基-维生素C转运蛋白）家族蛋白UraA的晶体结构，由此处理了困扰宽大生物学家的一大困难。

　　各类核苷碱基(nucleobases)以及维生素C的接收由一类跨膜转运蛋白家族NAT蛋白介导。而他们经过怎么的机制完成跨膜转运，一直是个谜。核苷碱基-维生素C转运（NAT）蛋白家族，又称为核苷碱基-阳离子同向转运载体2（NCS2）蛋白家族，在各种生物核苷碱基摄取的生理运动中发挥侧重要作用。核苷碱基作为DNA、RNA的重要构成成份，是各种生物必须的分子,总裁培训班，而维生素C则在人类安康中起着症结的作用，家喻户晓，维生素C的摄取缺乏会致使坏血病。因而，知晓NAT家族蛋白的三维结构信息和其施展生理活性的机制结构相当重要。颜宁研究组此次剖析UraA的晶体结构及其机制则发表了这一答案。

图为UraA三维晶体结构

图为UraA转运机制模子

　　该科研小组研讨职员经由构造剖析，发现UraA在空间排布上浮现两个显明的结构域，即中心结构域跟门控结构域。在已有的结构基本上，他们经过大批的体内体外生化试验进一步证实了该卵白特别结构的心理意思：蛋白底物尿嘧啶在跨膜转运的过程当中起首被正确地定位在两个结构域之间，进而经由过程核心结构域和门控结构域之间的构像变更实现全部转运进程。他们还发明了在底物辨认共转运中起要害感化的数个氨基酸。科研小组依据序列比拟，进一步提出了NAT家属应用钠离子或质子共转运底物的份子机理。

　　颜宁教授带领的科研小组自树立以来即努力于对膜转运蛋白结构，特殊是养分物资——质子共转运蛋白的结构与分子机理的研究。他们在2007年开端了对NAT家族蛋白的研究，首先拔取了大肠杆菌尿嘧啶-质子共转运蛋白（Uracil:proton Symporter）UraA这一该家族代表性成员作为研究工具，利用古代结构生物学的方式，终究在2010年4月初次取得了UraA与底物尿嘧啶高达2.8埃的高辨别率三维精致结构。通过对三维晶体结构的分析，他们欣喜地发现：在领有由14个跨膜片段构成的两个反向反复序列的UraA蛋白中，存在着一种全新的蛋白折叠情势。在第3号和第10号跨膜片断间存在着一对反向平行的beta-折叠片，它们在蛋白结构的保持和蛋白底物的识别中发挥了重要作用。

　　这一发现基础推翻了始终以来对膜整合蛋白结构的认知。从前25年的膜蛋白结构生物学研究仿佛表白，膜整合蛋白的跨膜区或只要alpha螺旋，或许只要beta折叠。独一的破例是S2P蛋白，其在膜边沿处另有三个beta折叠，因为是出于蛋白边缘，还一度被专家质疑是不是是因为体外结晶酿成的结构变相。而UraA的结构毫无疑义地证明这alpha螺旋和beta折叠两种蛋白二级结构能够在膜蛋白的跨膜区中同时存在，这一发现为研究膜蛋白的折叠和退化供给了主要线索。

　　据悉，这是清华大学结构生物学核心自2009年4月以来，作为通信作者发的第10篇《天然》、《迷信》、《细胞》论文。

　　附：文章揭晓链接：

供稿：医学院编纂：露英