近日,東北農業大學生命科學學院姜巨全教授課題組合作在《Nature》期刊上發表題為“Structure and mechanism of the human bile acid transporter OSTα-OSTβ”的研究成果。東北農業大學生命科學學院2025屆博士畢業生王柯(現為中國科學院物理研究所與南昌大學聯合培養博士后)、北京大學范俊萍副研究員、東北農業大學生命科學學院2023屆博士畢業生陳慧文(現為中國科學院物理研究所博士后)、北京望石智慧科技有限公司黃博、北京大學現代農業研究院遲程教授為本論文共同第一作者。姜巨全教授,中國科學院物理研究所姜道華研究員,北京大學化學與分子工程學院雷曉光教授、范俊萍副研究員為共同通訊作者。
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該研究團隊采用“原創解析”策略,利用冷凍電鏡技術直接破解了OSTα/β的精細三維結構。研究發現,該蛋白由兩個α亞基和兩個β亞基組成了一個新穎的“異源四聚體”結構。更關鍵的是,研究團隊精準定位了其轉運膽汁酸的“口袋”。該口袋一半嵌入蛋白內部,一半暴露于細胞膜脂質環境中,內部獨特的正電性和親脂性環境,完美解釋了其高效“抓取”并轉運膽汁酸這類兩親性分子的能力。結合分子動力學模擬,研究首次捕捉到膽汁酸在轉運過程中經歷180度“翻轉”的精細動態過程。
基于上述發現,研究團隊提出了一個突破傳統認知的轉運模型。OSTα/β的轉運過程并不需要蛋白自身發生大幅度的開合構象變化,而是通過其半嵌入膜內的特殊通道,像“擺渡”一樣依賴濃度梯度實現膽汁酸的雙向運輸。這種機制顯著區別于大多數已知的溶質轉運蛋白。
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OSTα/β蛋白結構及轉運機制模型
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