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清华新成果有望定向“饿死”癌细胞

我科学家率先获得人源葡萄糖转运蛋白GLUT1三维晶体结构

来源:科技日报 2014-6-6 林莉君

  人源葡萄糖转运蛋白?GLUT1三维晶体结构?听上去似乎有些晦涩,但如果能把它搞清楚,就能人工干预细胞对葡萄糖的吸收,既可以对正常细胞增加葡萄糖供应,治疗大脑萎缩、癫痫等疾病,又可以阻断癌细胞对葡萄糖的吸收,定向“饿死癌细胞”。

  经过5年的攻关,清华大学医学院教授颜宁研究组在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1三维晶体结构,初步揭示了其工作机制以及相关疾病的致病机理。该成果发表在6月5日正式出版的英国《自然》杂志上。

  葡萄糖是地球上各种生物最重要、最基本的能量来源。它发挥作用的第一步就是进入细胞。“但葡萄糖自身无法穿透细胞膜,必须依靠转运蛋白这个‘运输机器’来完成。镶嵌于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白就如同一扇扇打开的门,将葡萄糖从细胞外‘运输’到细胞内。”颜宁告诉记者。

  几乎存在于人体每一个细胞中的GLUT1,是大脑、神经系统、肌肉等组织器官中最重要的葡萄糖转运蛋白。“一方面,如果GLUT1不能正常工作,会使细胞对葡萄糖吸收不足而导致大脑萎缩、智力低下、癫痫等系列疾病;另一方面,对癌症病人来说,癌细胞需要消耗超量的葡萄糖才能不停地生长扩增。研究清楚GLUT1的组成、结构和工作机理,可以为攻克癌症、糖尿病等重大疾病提供另一种思路。”颜宁解释道。

  颜宁课题组从2009年就开始研究GLUT1。他们在研究思路和实验技术上大胆创新,最终成功获得GLUT1的三维晶体结构。“12个跨膜螺旋组成两个结构域。两个结构域之间的腔孔朝向胞内区,呈现向内开放构象。”颜宁向记者展示了研究成果。

  5月18日《自然》杂志在线发表该成果后,立刻受到学术界的广泛关注和高度评价。2012年诺贝尔化学奖得主布莱恩•科比尔卡评价说:“要针对人类疾病开发药物,获得人源转运蛋白结构至关重要,对于GLUT1的结构解析是极富挑战和风险的工作,这是一项伟大的成就。”美国科学院院士、膜转运蛋白专家罗纳德•魁百克表示:“这是至今获得的第一个人源转运蛋白结构。该成果对于研究癌症和糖尿病的意义不言而喻。”

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2014-06-06 14:01:01]
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