生物通报道：近期来自清华大学和中国医学科学院基础医学研究所的研究人员分别在Nature，Science发表文章，解析了大肠杆菌岩藻糖（L-fucose）转运蛋白（FucP）结构与功能，以及发现了一种与罕见皮肤病有关的突变。

来自清华大学生命科学学院与医学院，生物膜与膜生物工程国家重点实验室的研究人员报道大肠杆菌岩藻糖（L-fucose）转运蛋白（FucP）结构与功能的研究，为理解Major Facilitator Superfamily MFS）家族提供了一个新的重要研究系统。这一研究成果公布在Nature在线版上。

据清华大学介绍，FucP从属于Major Facilitator Superfamily (MFS)超家族。MFS超家族转运蛋白是一类非常古老、在各个物种中都起着重要作用的转运蛋白，目前已知一级序列的家族成员超过一万个，它们在营养物质和代谢产物的转运、细菌抗药性以及神经信号传导等各种生理过程中起着重要作用。由于MFS转运蛋白的重要生理功能，它们的结构与功能受到了广泛的关注。然而迄今为止，这个家族中只有三个蛋白的结构被报道，并且观测到的仅有向胞内开放与两端封闭两种构象。一直以来，为了证明最基本的转运原理适用于MFS家族，本领域迫切希望获得向胞外开放的MFS转运蛋白的构象。

为理解MFS蛋白的工作机理，颜宁研究组选择了糖转运蛋白的代表FucP作为研究对象，FucP是一类依赖于质子梯度的同向共转运蛋白（Proton Symporter），具有高度的底物特异性。清华生命学院两位本科生党尚宇、孙林峰同学从三年级暑假开始着手研究该蛋白的结构与功能，经过一年半的探索，终于在2009年秋获得了FucP在3.1埃分辨率的晶体结构。此结构显示FucP处于向胞外开放的构象，这是第一个MFS家族的此类结构，原则上证明了MFS家族两个构象互变以转运底物的猜想。FucP分为N和C两个结构域，转运通道一目了然。非常有意思的是，N domain朝向转运通道一侧的表面电势主要为负电性，而C domain的表面则主要为疏水性和正电性。得到蛋白结构以后，在黄永鉴等同学的大力帮助下，他们又经过近半年的生物化学研究，揭示了FucP在底物识别和转运，以及质子传递偶联过程中起关键作用的残基D46和E135。这些研究显示，FucP与LacY存在着不同的质子传递机理，为理解MFS家族提供了一个新的重要研究系统。

另外来自中国医学科学院基础医学研究所，国家人类基因组北方研究中心等处的研究人员分析了6个有反常性痤疮特征的汉人家庭成员的基因组序列，从而发现了与阿兹海默症，以及这种皮肤病有关的突变。这一研究成果公布在Science杂志上。

反常性痤疮是一种特殊的皮肤化脓性炎症，好发于顶浆分泌腺聚集分布处，是由于毛囊上皮细胞存在某种缺陷而引起毛囊口阻塞，继发腺体炎症和细菌感染。这一疾病病因仍不明，发病有家族聚集性，遗传方式符合常染色体显性遗传，此外，雄激素过多、吸烟、细菌感染等也可能参与发病，并发症有皮肤瘢痕挛缩、各种窦道和瘘管形成，以及继发皮肤鳞状细胞癌等。

这种疾病比较罕见，其关键性的特征包括引流窦道、痛性皮肤脓肿及破相疤痕。在同期的Science杂志的Brevium中提到，德国哲学家Karl Marx被认为就患有这种皮肤病。

在最新这篇文章中，研究人员发现了一种这种疾病的基因突变，从而帮助我们更加了解了一种信号转导通路，而这种通路是阿兹海默病的一个药物标靶。因此这一发现对于研究阿兹海默症也具有重要意义。

研究人员为了研究反常性痤疮的基础遗传机制，分析了6个有反常性痤疮特征的汉人家庭成员的基因组序列。结果发现了看来会通过令一种叫做伽马-分泌酶减活而引起该疾病的数个突变基因。 人们已知这些伽马-分泌酶基因中的2个基因的突变会引起一种早发型的阿兹海默病及非阿兹海默型痴呆症。

令人感兴趣的是，对罹患反常性痤疮患者的初步分析没有发现阿兹海默病的迹象。如果进一步的研究证明了这些突变是通过不同的机制引起这两种疾病，这将对伽马分泌酶在阿兹海默病AD中的作用机制及阿兹海默病的治疗药物应该如何以这种酶为标靶具有重要的意义。
AD是老年人常见的神经系统变性疾病，近来研究认为阿尔茨海默病的产生主要起因于β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)在大脑内的沉积，而由γ-分泌酶切割β淀粉样前体蛋白产生的疏水性Aβ42是形成Aβ的主要原因，因此研究人员认为γ-分泌酶是防治阿尔茨海默病很有潜力的靶点。

（生物通：万纹）

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