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中国学者首次揭示人源葡萄糖转运蛋白GLUT1晶体结构

来源:中国新闻网 2014-6-5 马海燕

  清华大学医学院颜宁教授研究组在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构。在人类攻克癌症、糖尿病等疾病的探索道路上迈出重要一步。该成果以长文形式发表在6月5日正式出版的英国《自然》杂志上。

  GLUT1几乎存在于人体每一个细胞中,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,对于维持人的正常生理功能极为重要。如果GLUT1功能完全缺失将致死,功能部分缺失会导致大脑萎缩、智力低下、发育迟缓、癫痫等症状。另一方面,GLUT1在癌细胞的新陈代谢过程中也发挥着重要功能,癌细胞需要消耗超量葡萄糖才能维持其生长扩增,GLUT1在细胞中显著过量往往意味着有癌变发生。

  因此,如能研究清楚GLUT1的组成、结构和工作机理,就有可能通过调控它实现葡萄糖转运的人工干预,既可以增加正常细胞内葡萄糖供应治疗相关疾病,又可以通过阻断对癌细胞的葡萄糖供应从而“饿死癌细胞”。

  人类1977年第一次从红细胞里分离出了转运葡萄糖的蛋白质GLUT1,1985年鉴定出GLUT1的基因序列。此后获取GLUT1的三维结构从而真正认识其转运机理就成为该领域最前沿的研究问题。过去几十年间,多国顶尖实验室都在为此攻关,但未见突破。

  2009年开始,颜宁和她的团队开始GLUT1研究。过去5年间,他们在研究思路和实验技术上大胆创新,最终获得了GLUT1的晶体结构,在结构生物学的前沿领域确立了领先优势。

  美国科学院院士罗纳德•魁百克认为,“人们终于首次成功解析了人源膜转运蛋白在原子分辨率水平上的晶体结构,这是50年以来的一项重大成就。”该成果不仅是针对GLUT1研究取得的重大突破,同时揭示了人体内维持生命的基本物质进入细胞膜转运的过程。

  从应用前景看,依据解析得到GLUT1的结构信息,就可以对GLUT1进行人工干预,作为相关疾病诊断或者药物开发的潜在靶点。

  值得一提的是,这项具有里程碑意义的科研成果是由一个年轻团队完成的。课题组负责人颜宁是一位女科学家,只有37岁,曾被《细胞》杂志选为全球40位40岁以下的杰出科学家之一。

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2014-06-06 14:16:34]
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