欢迎您:登录 | 注册
科普之友首页
※您现在的位置: 科普之友 >> 科学技术 >> 化学科学 >> 正文  

研究首次解析NAT家族蛋白结构

来源:《自然》       更新时间:2011-3-23 13:49:56
 

图为UraA三维晶体结构

 图为UraA转运机制模型   3月20日,清华大学医学院教授、生命学院兼职教授颜宁和生命学院王佳伟副研究员合作领导的科研小组,在《自然》(Nature)发表了名为“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,在世界上首次解析了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,由此解决了困扰广大生物学家的一大难题。   各种核苷碱基(nucleobases)以及维生素C的吸收由一类跨膜转运蛋白家族NAT蛋白介导。而他们通过怎样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活动中发挥着重要作用。核苷碱基作为DNA、RNA的重要组成成分,是各种生物必需的分子,而维生素C则在人类健康中起着关键的作用,众所周知,维生素C的摄入不足会导致坏血病。因此,知晓NAT家族蛋白的三维结构信息以及其发挥生理活性的机制结构至关重要。 颜宁研究组此次解析UraA的晶体结构及其机制则揭晓了这一谜底。   该科研小组研究人员经过结构分析,发现UraA在空间排布上呈现两个明显的结构域,即核心结构域和门控结构域。在已有的结构基础上,他们通过大量的体内体外生化实验进一步证明了该蛋白特殊结构的生理意义:蛋白底物尿嘧啶在跨膜转运的过程中首先被准确地定位在两个结构域之间,进而通过核心结构域和门控结构域之间的构像变化完成整个转运过程。他们还发现了在底物识别共转运中起关键作用的数个氨基酸。科研小组根据序列比较,进一步提出了NAT家族利用钠离子或质子共转运底物的分子机理。   颜宁教授率领的科研小组自建立以来即致力于对膜转运蛋白结构,特别是营养物质——质子共转运蛋白的结构与分子机理的研究。他们在2007年开始了对NAT家族蛋白的研究,首先选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对象,利用现代结构生物学的方法,终于在2010年4月首次获得了UraA与底物尿嘧啶高达2.8埃的高分辨率三维精细结构。通过对三维晶体结构的分析,他们惊喜地发现:在拥有由14个跨膜片段形成的两个反向重复序列的UraA蛋白中,存在着一种全新的蛋白折叠形式。在第3号和第10号跨膜片段间存在着一对反向平行的beta-折叠片,它们在蛋白结构的维持和蛋白底物的识别中发挥了重要作用。   这一发现基本颠覆了一直以来对于膜整合蛋白结构的认知。过去25年的膜蛋白结构生物学研究似乎表明,膜整合蛋白的跨膜区或者只有alpha螺旋,或者只有beta折叠。唯一的例外是S2P蛋白,其在膜边缘处还有三个beta折叠,由于是出于蛋白边缘,还一度被专家质疑是否是由于体外结晶造成的结构变相。而UraA的结构毫无疑义地证明alpha螺旋和beta折叠两种蛋白二级结构可以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进化提供了重要线索。(来源:清华大学)  

  • 上一篇科学技术:

  • 下一篇科学技术:

  • 毛发蛋白质保存饮用水记录

    新系统可擦写DNA数据存储

    同一大陆角龙进化方式或有不同

    新的核技术或能造福发展中国家

    电离层分层结构经纬度变化获解

    为什么要用计算机售票?

    多铁性分子材料研究取得进展

    里海鸥可能携带并传播超级细菌

    双金属有机合成试剂研究获进展

    太阳风抑制水星磁场

    研究发现新型抑制剂可减轻体重

    新法利用表面增强拉曼光谱检测蛋
    化学科学
    自然地理
    普通自然地理[自然生物]伦敦动物园举行年度大盘点 动物
    普通自然地理[今日地理]小猫与猫头鹰成玩伴彼此互啄脸
    普通自然地理[今日地理]广西贺州发现直径近1米巨大灵芝
    普通自然地理[自然生物]数百企鹅横尸巴西海滩 疑为向温
    宇宙奥秘
    [航空航天]中国志愿者王跃获火星模拟飞行
    [航空航天]我国航天测控技术未来20年重点
    [航空航天]院士呼吁加快重型运载火箭研究
    [航空航天]空间碎片:隐形的达摩克利斯之
    未解之谜
    [麦田怪圈]揭秘世界各地麦田怪圈视频
    [麦田怪圈]韩国出现DNA形状花纹“麦田怪圈
    [UFO飞碟]激动热推 2011年8月30日广州岑
    [未解之谜新闻]印度男孩腹部天生长双腿和手臂
    生命科学
    [生物*医学]最健康睡眠时间七小时 减少罹患
    [生物*医学]新生儿大脑对母亲声音反应更敏
    [生物*医学]德国研发能缓解幻肢痛假肢 令大
    [生物*医学]英国一女子被硫酸毁容左眼失明
    动物世界
    [动物趣味知识]世界上鸟类有几种? 
    [动物趣味知识]为什么在乡下村庒里办养猪场奇
    [动物趣味知识]大年夜半夜鸟飞到身上是吉是凶
    [动物趣味知识]为什么全球不同的地域自然特征
    科普文章
    [化学教学教研]化学教育要注重科学精神、科学
    [化学教学教研]距离高考不到一周 重庆名师团教
    [物理资讯]物理学家研究发现 未来奈米晶片
    [化学科学]科学家制备出耐磨超疏水表面
    [力学]牛顿第一定律与牛顿第二定律有
    [化学学科信息]点铜成银和点铜成金
    设为首页 | 加入收藏 | 联系我们 | 友情链接 | 使用本站前必读
    Copyright © 2007 - 2011 科普之友( www.kepu365.com ) Corporation, All Rights Reserved