北京的研究团队把胆汁酸关键转运蛋白的工作机制搞明白了,这给治病提供了新思路。一直以来,搞清楚膜转运蛋白咋干活儿都是研究生理和生病机理的大难题。最近咱们科学家搞出了大新闻。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,拉上北京大学化学与分子工程学院的雷晓光教授团队等单位,跨学科一起折腾,终于在国际上头一回看清了有机溶质转运蛋白α/β(OSTα-OSTβ)的高清冷冻电镜结构,还把它怎么组装、咋运东西的道理讲透了。这篇文章就在北京时间1月22日在《自然》上发出来了。 胆汁酸可是肝脏分泌出来的好东西,帮着消化脂肪和吸收维生素离不开它。它还有个怪招儿叫“肝肠循环”,就是胆汁酸从肝脏跑到肠道干完活,大部分又被肠道吸回去经血液流回肝脏再利用。OSTα-OSTβ蛋白复合物就守在肠道上皮细胞基底膜那一侧,专门负责把回收到的胆汁酸“泵”回血液里。它不光能单向运胆汁酸,还能双向运固醇类物质,要是出了毛病,跟好多肝病、肠病都有关系。 可惜几十年来大家一直没搞懂它长啥样、咋干活。为了解决这个难题,咱们国家在结构生物学和冷冻电镜技术上有优势。姜道华团队把膜蛋白的纯化和稳定技术瓶颈给跨过去了,拿到了高质量的样品。通过先进的单颗粒冷冻电镜技术,他们把OSTα-OSTβ在生理状态下的结构给拍下来了,分辨率达到了原子级别。 让人没想到的是,这个蛋白居然以一种之前没人见过的方式组装起来。跟别的转运蛋白不一样,它两个亚基没俩一样的。OSTα和OSTβ这俩家伙像是手拉手一样紧挨着组合在一起,形成了一个不对称的通道。OSTα埋在细胞膜里当主力发动机;OSTβ带了糖基化就像个锚一样稳住整个蛋白,还可能管信号传递。 接着他们搞明白了这个转运体的工作机制。它内部通道会周期性变化,像夹子一样抓住底物翻转过来再释放。研究人员还结合分子动力学模拟和实验验证了一个新的双向转运模型。这个模型清清楚楚画出了底物分子是怎么特异性结合转运蛋白,然后在能量推动下跨过细胞膜的全过程。 这次研究是跨学科融合的好例子。它结合了物理所的成像技术和结构生物学优势,还有北大在化学生物学上的专长,体现了咱们科研团队的协同能力。这次解析成功标志着咱们在膜转运蛋白研究上走到了国际领先位置。这让我们对胆汁酸代谢和肝肠循环有了更深的理解。 弄清楚了这个结构就像是拿到了战略地图,以后开发治疗原发性胆汁性胆管炎、胆汁淤积性肝病、胆固醇代谢紊乱这类病的靶向药就有方向了。这再次说明只有下功夫做基础研究、敢啃硬骨头,才能把高水平的科技自立自强的根基筑牢。