來自清華大學(xué)生科院,、醫(yī)學(xué)院、普林斯頓大學(xué)Lewis Thomas實(shí)驗(yàn)室等單位的研究人員報(bào)道了一種重要的轉(zhuǎn)運(yùn)因子的蛋白結(jié)構(gòu),，這一結(jié)構(gòu)的6個(gè)跨膜區(qū)域以未報(bào)道過的新折疊形式出現(xiàn),，這一發(fā)現(xiàn)對于了解核黃素（維生素B2）的運(yùn)輸，以及進(jìn)一步拓展其生物學(xué)結(jié)構(gòu)具有重要意義,。
文章的通訊作者是清華大學(xué)生命科學(xué)院院長施一公教授,，其研究組主要致力于運(yùn)用結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物化學(xué)的手段研究腫瘤發(fā)生和細(xì)胞調(diào)亡的分子機(jī)制：專注于腫瘤抑制因子和細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)構(gòu)和功能研究,、重大疾病相關(guān)膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究、胞內(nèi)生物大分子元件的結(jié)構(gòu)與功能研究,。另外兩位作者分別是王佳偉（Jiawei Wang）和張鵬（Peng Zhang）,。
該研究組近期研究發(fā)現(xiàn)了一類重要的蛋白：能量耦合因子（energy-coupling factor，ECF）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,，這類蛋白是一些微量營養(yǎng)元素的運(yùn)輸因子,，負(fù)責(zé)原核生物的維生素?cái)z入。每個(gè)ECF轉(zhuǎn)運(yùn)因子都包含一種嵌入細(xì)胞膜的能結(jié)合底物的蛋白結(jié)構(gòu)——S組件,。這一結(jié)構(gòu)是能量耦合的關(guān)鍵部件,，由兩個(gè)ATP結(jié)合蛋白和一個(gè)跨膜蛋白組成。然而目前這一結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)架,，以及運(yùn)輸機(jī)制并不清楚,。
在這篇文章中，研究人員確定了金黃葡萄球菌核黃素轉(zhuǎn)運(yùn)因子S組件,，即RibU的X-射線晶體結(jié)構(gòu),。這一分辨率為3.6-?的結(jié)構(gòu)顯示，RibU包含了6個(gè)跨膜區(qū)域,；這6個(gè)區(qū)域以一種之前未見報(bào)道的方式折疊（如下圖）,，其中核黃素是綁定在L1環(huán)和幾個(gè)跨膜片段的周質(zhì)部分上的,。這種“膜嵌入基質(zhì)結(jié)合域”結(jié)構(gòu)揭示了一種保守的蛋白結(jié)構(gòu)特征,，也說明了ECF轉(zhuǎn)運(yùn)因子的運(yùn)輸機(jī)制。
膜蛋白的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究一直以來是結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域公認(rèn)的重點(diǎn)及難點(diǎn),。1985年,，第一個(gè)膜蛋白結(jié)構(gòu)問世，當(dāng)時(shí)共計(jì)僅有不到200個(gè)生物大分子結(jié)構(gòu),。而時(shí)至今日,，PDB收錄的近7萬個(gè)生物大分子結(jié)構(gòu)中，膜蛋白結(jié)構(gòu)不到700個(gè),，其中新型的膜蛋白結(jié)構(gòu)又只有250多個(gè)（Membrane Proteins of Known 3D Structure）,，足見膜蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的困難。清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心在過去兩年間相繼報(bào)道了3個(gè)新型膜蛋白的4個(gè)晶體結(jié)構(gòu),，由于其創(chuàng)新性和重要性,，四篇學(xué)術(shù)論文全部發(fā)表于《自然》或《科學(xué)》，為我國的膜蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究作出了重要貢獻(xiàn),，其成果在國際結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域獲得了充分關(guān)注,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Nature doi:10.1038/nature09488
Structure and mechanism of the S component of a bacterial ECF transporter
Peng Zhang,Jiawei Wang& Yigong Shi
The energy-coupling factor (ECF) transporters, responsible for vitamin uptake in prokaryotes, are a unique family of membrane transporters1, 2. Each ECF transporter contains a membrane-embedded, substrate-binding protein (known as the S component), an energy-coupling module that comprises two ATP-binding proteins (known as the A and A′ components) and a transmembrane protein (known as the T component). The structure and transport mechanism of the ECF family remain unknown. Here we report the crystal structure of RibU, the S component of the ECF-type riboflavin transporter from Staphylococcus aureus at 3.6-? resolution. RibU contains six transmembrane segments, adopts a previously unreported transporter fold and contains a riboflavin molecule bound to the L1 loop and the periplasmic portion of transmembrane segments 4–6. Structural analysis reveals the essential ligand-binding residues, identifies the putative transport path and, with sequence alignment, uncovers conserved structural features and suggests potential mechanisms of action among the ECF transporters.
