中國(guó)學(xué)者首次揭示人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1晶體結(jié)構(gòu)
來源：中國(guó)新聞網(wǎng) 2014-6-5 馬海燕
清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院顏寧教授研究組在世界上首次解析了人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)。在人類攻克癌癥、糖尿病等疾病的探索道路上邁出重要一步。該成果以長(zhǎng)文形式發(fā)表在6月5日正式出版的英國(guó)《自然》雜志上。
GLUT1幾乎存在于人體每一個(gè)細(xì)胞中，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，對(duì)于維持人的正常生理功能極為重要。如果GLUT1功能完全缺失將致死，功能部分缺失會(huì)導(dǎo)致大腦萎縮、智力低下、發(fā)育遲緩、癲癇等癥狀。另一方面，GLUT1在癌細(xì)胞的新陳代謝過程中也發(fā)揮著重要功能，癌細(xì)胞需要消耗超量葡萄糖才能維持其生長(zhǎng)擴(kuò)增，GLUT1在細(xì)胞中顯著過量往往意味著有癌變發(fā)生。
因此，如能研究清楚GLUT1的組成、結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理，就有可能通過調(diào)控它實(shí)現(xiàn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的人工干預(yù)，既可以增加正常細(xì)胞內(nèi)葡萄糖供應(yīng)治療相關(guān)疾病，又可以通過阻斷對(duì)癌細(xì)胞的葡萄糖供應(yīng)從而“餓死癌細(xì)胞”。
人類1977年第一次從紅細(xì)胞里分離出了轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的蛋白質(zhì)GLUT1，1985年鑒定出GLUT1的基因序列。此后獲取GLUT1的三維結(jié)構(gòu)從而真正認(rèn)識(shí)其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理就成為該領(lǐng)域最前沿的研究問題。過去幾十年間，多國(guó)頂尖實(shí)驗(yàn)室都在為此攻關(guān)，但未見突破。
2009年開始，顏寧和她的團(tuán)隊(duì)開始GLUT1研究。過去5年間，他們?cè)谘芯克悸泛蛯?shí)驗(yàn)技術(shù)上大膽創(chuàng)新，最終獲得了GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)生物學(xué)的前沿領(lǐng)域確立了領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
美國(guó)科學(xué)院院士羅納德•魁百克認(rèn)為，“人們終于首次成功解析了人源膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在原子分辨率水平上的晶體結(jié)構(gòu)，這是50年以來的一項(xiàng)重大成就。”該成果不僅是針對(duì)GLUT1研究取得的重大突破，同時(shí)揭示了人體內(nèi)維持生命的基本物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。
從應(yīng)用前景看，依據(jù)解析得到GLUT1的結(jié)構(gòu)信息，就可以對(duì)GLUT1進(jìn)行人工干預(yù)，作為相關(guān)疾病診斷或者藥物開發(fā)的潛在靶點(diǎn)。
值得一提的是，這項(xiàng)具有里程碑意義的科研成果是由一個(gè)年輕團(tuán)隊(duì)完成的。課題組負(fù)責(zé)人顏寧是一位女科學(xué)家，只有37歲，曾被《細(xì)胞》雜志選為全球40位40歲以下的杰出科學(xué)家之一。
