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中国科学家首次揭示人源次级转运蛋白晶体结构

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清华大学医学院颜宁教授研究组在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构,初步揭示其工作机制以及相关疾病的致病机理,在人类攻克癌症、糖尿病等重大疾病的探索道路上迈出了极为重要的一步。该成果以长文形式发表在6月5日出版的英国《自然》杂志上。


此成果一经发表,得到国际学术界广泛关注。2012年诺贝尔化学奖得主、斯坦福大学教授布莱恩·科比尔卡评价说:“要针对人类疾病开发药物,获得人源转运蛋白结构至关重要。对于GLUT1的结构解析本身是极富挑战、极具风险的工作,因此这是一项伟大的成就。”美国科学院院士、美国人文与科学院院士、加州大学洛杉矶分校教授罗纳德·魁百克表示:“人们终于首次成功解析了人源膜转运蛋白在原子分辨率水平上的晶体结构,这是50年以来的一项重大成就。”


据研究组介绍,葡萄糖自身无法穿过细胞膜进入到细胞内发挥作用,必须依靠转运蛋白这个“运输机器”来完成。葡萄糖转运蛋白镶嵌于细胞膜上,如同在疏水的细胞膜上开了一扇一扇的门,能够将葡萄糖从细胞外转运到细胞内。


研究清楚GLUT1的组成、结构和工作机理,就有可能通过调控它实现葡萄糖转运的人工干预,既可以增加正常细胞内葡萄糖供应达到治疗相关疾病的目的,又可以通过阻断对癌细胞的葡萄糖供应从而“饿死癌细胞”。


经过5年攻关研究,颜宁研究组先后在研究思路和实验技术上相继获得重要突破,最终成功获得了GLUT1的晶体结构,在结构生物学的最前沿领域确立了中国的领先优势,同时对于理解其他具有重要生理功能的糖转运蛋白的转运机理提供了重要分子基础,揭示了人体内维持生命的基本物质进入细胞膜转运的过程,对于人类进一步认识生命过程具有更大意义。


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