作者:颜宁等 来源:PNAS 发布时间:2012-9-3 16:55:39
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研究揭示岩藻糖同向转运体动力学机制
 
来自加州大学洛杉矶分校,清华大学生科院与医学院的研究人员发表了题为“Dynamics of the l-fucose/H+ symporter revealed by fluorescence spectroscopy”的文章,通过荧光光谱法,揭示了岩藻糖(L-fucose)同向转运体的动力学机制,并提出了分析FucP结构动力学的一种新方法。相关成果公布在美国《国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。
 
文章的通讯作者是加州大学洛杉矶分校生理学家H. Ronald Kaback,清华大学生科院颜宁教授,以及孙林风(Linfeng Sun,音译)参与了此项研究,主要为这项研究提供了相关的分析工具和方法。
 
2010年,颜宁研究组在Nature杂志上发表文章,报道了大肠杆菌岩藻糖(L-fucose)转运蛋白(FucP)结构与功能。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。
  
虽然大肠杆菌中FucP相关晶体结构得以报道,但是关于FucP构象动力学目前还并不清楚。在这篇文章中,研究人员通过荧光光谱法,解析了岩藻糖(L-fucose)同向转运体的动力学机制。
 
研究人员发现在纯化的FucP中添加岩藻糖,会以一种依赖于浓度的方式,无需λmax的转变,就能诱导色氨酸Trp荧光20%的淬灭。这一过程当Trp38和Trp278被Tyr或者Phentermine替代的时候,会被取消,而Trp38和Trp278这两者正是定位于朝外结构的相对面上,并且当Trp两者中的一个突变,也会降低淬灭。因此这两个色氨酸残基都参与了这一现象。
 
通过进一步的研究,研究人员还发现Trp38,或者Trp278中任何一个被更换(尤其是前者),都会引起荧光淬灭,从而降低了岩藻糖的表面亲和力,抑制岩藻糖活性转运过程,这说明这两个残基可能直接才能与了岩藻糖的结合。
 
研究人员推测,这种结合能诱导FucP关闭时,朝外结构中一个构象的变化,这样Trp38和Trp278就能接近结合糖,形成一种“被封闭(occluded)”的中间体结构。这两个Trp残基的位置也提出了一种分析FucP结构动力学的特殊方法。(来源:生物通 万纹)
 
 
 
 
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