咱中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的姜道华研究员团队,这次终于把有机溶质转运蛋白OSTα/β的近原子分辨率结构给弄明白了。这事儿还得感谢北京大学化学与分子工程学院雷晓光教授他们一起帮忙。相关成果已经发在国际顶级杂志上了,说明咱们在溶质载体(SLC)这块儿也算是走到国际最前沿了。 你可能听过胆汁酸吧,这玩意儿是肝脏分泌的,专门帮着消化那些吃进去的脂肪。人体真厉害,有将近95%的胆汁酸能在肠道里被重新吸回来,通过门静脉流回肝脏循环利用,这过程叫肝肠循环。OSTα/β蛋白就像个大门,守在肠道上皮细胞的基底膜那一侧,专门负责把这些胆汁酸“泵”回血液里去。它要是罢工或者出毛病,咱们消化脂肪的效率就会下降,还容易得胆汁淤积性肝病、胆固醇代谢紊乱这类病。 虽然这东西挺重要,但以前大家根本不知道它长啥样,更不清楚它是咋干活的。几十年来这一直是个难题。这次研究团队不怕难,靠着冷冻电镜这些先进技术,硬是把这个高动态的膜蛋白复合体的结构给解析出来了。 你猜猜结果怎么样?原来OSTα/β不光是两个亚基凑一块的异二聚体这么简单,它其实是由两个OSTα亚基和两个OSTβ亚基组成的异四聚体复合物。这种“双拷贝”的组装模式就像给运输任务上了双保险,让蛋白在细胞膜里特别稳当,好给它高效转运打下基础。 更神的是,他们不光能看到蛋白的样子,还通过分子动力学模拟直观地看到了胆汁酸分子在里面“穿来穿去”的全过程。研究发现,OSTα/β内部有个带正电的口袋能抓住带负电的胆汁酸分子。这东西过细胞膜的方式也很独特,它不像有些SLC蛋白那样要大幅度开合构象变化才能过膜,而是像玩滑梯一样转个180度顺着特殊通道滑过去。 这个过程里蛋白本身基本上不动弹,完全靠两边胆汁酸的浓度差来驱动转运方向。研究团队给这个新机制取了个形象的名字叫“滑梯”转运模型。这一发现彻底颠覆了大家对SLC家族蛋白工作原理的老看法。 这项工作不仅解开了几十年的谜团,也把科研和治病联系起来了。OSTα/β功能出问题容易得病,现在有了高分辨率结构这把“分子钥匙”,以后开发针对胆汁淤积、脂肪肝这些病的新药就有了坚实基础。 这就是咱们坚持在前沿搞创新的又一例证,展示了咱们在生命科学领域的实力和潜力。