清華新成果有望定向“餓死”癌細(xì)胞
我科學(xué)家率先獲得人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1三維晶體結(jié)構(gòu)
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 2014-6-6 林莉君
人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白？GLUT1三維晶體結(jié)構(gòu)？聽(tīng)上去似乎有些晦澀，但如果能把它搞清楚，就能人工干預(yù)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收，既可以對(duì)正常細(xì)胞增加葡萄糖供應(yīng)，治療大腦萎縮、癲癇等疾病，又可以阻斷癌細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收，定向“餓死癌細(xì)胞”。
經(jīng)過(guò)5年的攻關(guān)，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授顏寧研究組在世界上首次解析了人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1三維晶體結(jié)構(gòu)，初步揭示了其工作機(jī)制以及相關(guān)疾病的致病機(jī)理。該成果發(fā)表在6月5日正式出版的英國(guó)《自然》雜志上。
葡萄糖是地球上各種生物最重要、最基本的能量來(lái)源。它發(fā)揮作用的第一步就是進(jìn)入細(xì)胞。“但葡萄糖自身無(wú)法穿透細(xì)胞膜，必須依靠轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白這個(gè)‘運(yùn)輸機(jī)器’來(lái)完成。鑲嵌于細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白就如同一扇扇打開(kāi)的門，將葡萄糖從細(xì)胞外‘運(yùn)輸’到細(xì)胞內(nèi)。”顏寧告訴記者。
幾乎存在于人體每一個(gè)細(xì)胞中的GLUT1，是大腦、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉等組織器官中最重要的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。“一方面，如果GLUT1不能正常工作，會(huì)使細(xì)胞對(duì)葡萄糖吸收不足而導(dǎo)致大腦萎縮、智力低下、癲癇等系列疾病；另一方面，對(duì)癌癥病人來(lái)說(shuō)，癌細(xì)胞需要消耗超量的葡萄糖才能不停地生長(zhǎng)擴(kuò)增。研究清楚GLUT1的組成、結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理，可以為攻克癌癥、糖尿病等重大疾病提供另一種思路。”顏寧解釋道。
顏寧課題組從2009年就開(kāi)始研究GLUT1。他們?cè)谘芯克悸泛蛯?shí)驗(yàn)技術(shù)上大膽創(chuàng)新，最終成功獲得GLUT1的三維晶體結(jié)構(gòu)。“12個(gè)跨膜螺旋組成兩個(gè)結(jié)構(gòu)域。兩個(gè)結(jié)構(gòu)域之間的腔孔朝向胞內(nèi)區(qū)，呈現(xiàn)向內(nèi)開(kāi)放構(gòu)象。”顏寧向記者展示了研究成果。
5月18日《自然》雜志在線發(fā)表該成果后，立刻受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和高度評(píng)價(jià)。2012年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主布萊恩•科比爾卡評(píng)價(jià)說(shuō)：“要針對(duì)人類疾病開(kāi)發(fā)藥物，獲得人源轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，對(duì)于GLUT1的結(jié)構(gòu)解析是極富挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)的工作，這是一項(xiàng)偉大的成就。”美國(guó)科學(xué)院院士、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白專家羅納德•魁百克表示：“這是至今獲得的第一個(gè)人源轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)。該成果對(duì)于研究癌癥和糖尿病的意義不言而喻。”
