記者從中國科學(xué)院物理研究所獲悉，由該所科研人員等組成的聯(lián)合研究團隊重構(gòu)出名為OSTα/β的有機溶質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，首次揭示了該蛋白新穎的組裝方式及轉(zhuǎn)運機制。相關(guān)成果1月29日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

在人體消化脂肪的過程中，OSTα/β功能異常會導(dǎo)致消化不良、膽汁淤積及肝損傷等疾病。盡管 OSTα/β在調(diào)節(jié)激素、應(yīng)對壓力和脂代謝中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但長期以來，科研人員對它的組裝方式等一直不清楚，其中一個重要原因是缺少對該轉(zhuǎn)運蛋白精細結(jié)構(gòu)和構(gòu)象變化的直觀認識。

△OSTα/β蛋白結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)運機制模型

研究發(fā)現(xiàn)，OSTα/β由兩個OSTα與兩個OSTβ亞基組成，各亞基之間的相互作用緊密，保證了 OSTα/β的穩(wěn)定性。此外，研究揭示OSTα/β中膽汁酸的結(jié)合口袋：該口袋內(nèi)的正電殘基與膽汁酸帶負電基團相互吸引，從而促進膽汁酸的結(jié)合和轉(zhuǎn)運。結(jié)合分子動力學(xué)模擬，揭示膽汁酸在轉(zhuǎn)運過程中會經(jīng)歷一個180度的翻轉(zhuǎn)：膽汁酸頭部從朝向細胞內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)到細胞外側(cè)，而OSTα/β結(jié)構(gòu)則保持穩(wěn)定狀態(tài)。

△OSTα/β蛋白結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)運機制模型

基于這些結(jié)果，研究人員提出了OSTα/β采用新型“滑梯” 轉(zhuǎn)運模型，不同于傳統(tǒng)SLC蛋白的“交替訪問”轉(zhuǎn)運模型：該蛋白在底物轉(zhuǎn)運過程不需要發(fā)生大幅度的構(gòu)象變化，而是利用一個半嵌入膜內(nèi)的特殊通道，實現(xiàn)膽汁酸從胞內(nèi)到胞外或者從胞外到胞內(nèi)的雙向轉(zhuǎn)運，轉(zhuǎn)運方向取決于膽汁酸跨細胞膜的濃度梯度。該研究解決了長期以來關(guān)于OSTα/β組裝方式和轉(zhuǎn)運機制不明的根本問題，為理解膽汁酸的跨膜運輸提供了全新的結(jié)構(gòu)框架。

（總臺央視記者 帥俊全）