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葡萄糖转运蛋白GLUT3三维结构揭示

继在国际上获得第一个人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维结构后,清华大学医学院教授颜宁研究组再次解析出GLUT3的三维结构,清晰完整地展现了葡萄糖转运蛋白工作的分子机理,为研制小分子肿瘤靶向药物提供了直接结构依据。该成果16日被《自然》杂志在线发表。

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葡萄糖是地球上各种生物最重要、最基本的能量来源。它发挥作用的第一步就是进入细胞。“但葡萄糖自身无法穿透细胞膜,必须依靠转运蛋白这个‘运输机器’来完成。镶嵌于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白就如同一扇扇打开的门,将葡萄糖从细胞外‘运输’到细胞内。”


此前的研究表明GLUT1和GLUT3在多种实体瘤中超量表达,二者也因此成为潜在的肿瘤细胞标志物,而一些GLUT1转运抑制剂在实验中能较好地抑制小鼠肿瘤生长。


颜宁研究组利用膜蛋白脂立方相结晶和微聚焦X-射线衍射,最终解析了GLUT3处于3种不同状态的高分辨率晶体结构。这不但是对于GLUTs家族转运机制研究的突破性进展,也为转运蛋白领域和膜蛋白结构生物学领域的研究起到了导向作用。


“如果把葡萄糖转运蛋白的分子工作过程比作一部电影的话,其中有四帧画面非常关键。我们对GLUT1的解析相当于看到了三帧画面。这次意味着终于把这部电影看完了。”


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