《自然》：研究报道能量耦合因子转运蛋白结构

4月14日。清华大学生命科学学院施一公教授研究组在《自然》（Nature）在线发表题为《细菌能量耦合因子转运蛋白结构》（Structureofabacterialenergy-couplingfactortransporter）的研究论文,首次报道了能量耦合因子转运蛋白复合物四聚体的晶体结构,并通过结构信息阐述了该蛋白复合物的工作的分子机制。清华大学医学院副研究员王廷亮和生命联合中心博士生付国斌共同为文章第一作者。     

《自然》：研究首次解析叶酸转运蛋白结构

中科院上海生科院植物生理生态所张鹏课题组日前在《自然》杂志网络版上。首次报道了来源于乳酸杆菌的能量耦合因子型（ECF）叶酸转运蛋白面向内的晶体结构,并揭示了ECF转运蛋白跨膜转运底物的分子机制。     

《自然》：研究解析GadC晶体结构

2012年3月1113,清华大学生命学院施一公教授研究组在《自然》（Namre）在线发表了名为”Structure and mechanism of aglutamate-GABA antiporter”的科研论文,报道了大肠杆菌谷氨酸：1-氨基丁酸（GABA）反向转运蛋白（GadC）的晶体结构,并结合生化实验提出了GadC转运底物的可能机制。     

微生物有机酸转运蛋白的研究进展

转运蛋白是一类膜蛋白,可介导生物膜内外化学物质的跨膜转运及信号交换。有机酸转运蛋白在微生物有机酸代谢的跨膜转运过程中发挥重要作用,根据转运蛋白有机酸转运的方向不同可以分为摄取转运蛋白和外排转运蛋白。在微生物代谢中,有些有机酸可以作为能源直接参与体内代谢,有些是能量转换过程中的重要中间产物;摄取转运蛋白的过表达,可以促进微生物细胞获取能源物质,高效的生产目标产物;有机酸摄取转运蛋白敲除或外排转运蛋白表达,有利于底盘细胞外排更多目标产物,进而促进有机酸的生物合成。研究有机酸转运蛋白的结构和功能,有助于解析微生物细胞有机酸生物合成及利用的机制,对于提高工业微生物对有机酸的利用及生物合成具有重要作用。本文综述了微生物有机酸转运蛋白分类和结构、转运方式和转运功能等方面,重点综述了转运蛋白在有机酸生产中的应用,为工业微生物有机酸的高效生物合成及未来发展提供参考。     

ISAAA信息

<正>提高植物粮食产量的转运子由多家全球领先机构的科学家组成的研究小组在《自然》杂志发表最新研究结果,显示了有关植物如何通过自身生物膜转运重要物质。科学家们指出,转运过程令植物排除有毒金属和病虫害,提高盐含量和耐旱性,控制水分流失和储藏糖分,这一过程意味着有助于提高粮食供应和能量,应对迅速增加     

新生小鼠兴奋性氨基酸转运蛋白家族成员cDNA的克隆和分析

兴奋性氨基酸转运蛋白家族包含几种结构相似的膜蛋白,它们在终止谷氨酸的突触传递作用,维持神经系统正常的递质水平起重要作用.为了在同一物种中研究这些蛋白和基因的功能,本工作对新生小鼠脑的兴奋性氨基酸转运蛋白家族成员进行了克隆,获得了3个谷氨酸转运蛋白亚型(mGLAST-1,mGLT-1,mEAAC1)和一个中性氨基酸转运蛋白(mASCT1)的cDNA,其中在小鼠中mASCT1序列为首次发表.序列分析表明,mASCT1cDNA的长度为3787bp,编码一个532个氨基酸箴基的蛋白,和人的ASCT1蛋白序列有89.3%的同源性,用非洲爪蟾卵母细胞表达系统证实了它具有转运丝氨酸的活性.同时,我们的研究表明,兴奋性氨基酸转运蛋白mRNA的5'UTR和3'UTR普遍存在组成和长度的不均一性,这种现象可能提示该家族成员的基因表达具有转录后调控机制.     

植物硫转运蛋白研究进展

硫转运蛋白在植物对硫酸盐的吸收和转运中起着重要的作用。已经在拟南芥、大麦和小麦等植物中分离到了40多种硫转运蛋白基因。这些基因序列与其他种类生物的硫转运蛋白基因序列有着高度的保守性。利用CLUSTAL程序建立的系统进化树将植物硫转运蛋白划分为5个亚群。使用多种拓扑预测程序推测出不同植物硫转运蛋白的共同结构特点是均含有12个跨膜域。在柱花草和大麦中,硫转运蛋白基因表达调控包括植物体内硫水平的负调控和O—乙酰丝氨酸的正调控两种方式。对硫转运蛋白的组织定位和功能研究表明,高亲和硫转运蛋白主要定位于根部,在根系硫酸盐吸收中起重要作用。     

吞蛋白A2在非网格蛋白内吞中的作用研究进展

内吞作用是细胞从细胞外空间和内化横跨膜的细胞表面蛋白转运物质到细胞内的过程.吞蛋白(endophilin)一直被认为参与了网格蛋白介导的细胞内吞作用,2015年《自然》(Nature)发表的两篇研究论文报道了一种由endophilin A标记和控制的独立于网格蛋白的有被囊泡内吞作用.本文主要综述近年来endophilin A2的研究,着重介绍endophilin A2在非网格蛋白介导的内吞作用中的功能和机制.     

ABC转运蛋白及其在合成生物学中的应用

ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC transporter)作为一种超大膜转运蛋白家族,在大多数生物体中发挥着重要作用。文中从结构特征、转运机制以及生理功能等方面论述了ABC转运蛋白的研究进展,进而着重综述了近些年来ABC转运蛋白在合成生物学领域中的应用,并为今后进一步的研究提出了展望,希望为扩展其应用提供指导。     

科研快讯

《科学》:证明朊病毒导致疯牛病假说最近,华东师范大学生命科学学院蛋白质生物学实验室马继延教授带领的研究团队在著名学术期刊《科学》上,在线发表了题为《用细菌表达的重组朊蛋白制备朊病毒》的学术论文,在国际学术界引起了强烈反响。这一研究首次将大肠杆菌中表达的重组朊蛋白转变成了具有传染性的朊病毒,具有重要学术价值。     

对陈善娜“主动转运及转运方向的判断”一文的意见

《植物生理学通讯》1986年第6期发表了陈善娜的“主动转运及转运方向的判断”一文(以下简称“陈文”),现对陈文提出一些意见。因该文实际讨论的是离子转运问题,故本文的转运也仅指离子而言,并利用陈文中提出的公式及公式编号。1.关于化学势的概念按照热力学理论,化学势差是判断物质转运及参与化学反应方向的方便依据。在一体系中每摩尔     

酵母甾醇转运蛋白研究进展

甾醇是一类广泛存在于生物体内的环戊烷骈多氢菲衍生物,其不仅是细胞膜的重要组成成分,还具有重要的生理和药理活性。随着合成生物学和代谢工程技术的发展,近些年来应用酵母细胞异源合成甾醇的研究不断深入。但由于甾醇是疏水性大分子,倾向于积累在酵母的膜结构中而引发细胞毒性,一定程度上限制了甾醇产量的进一步提升。因此,揭示酵母中甾醇转运机制,特别是与甾醇转运相关的转运蛋白的工作原理,有助于设计新的策略,解除酵母细胞工厂中的甾醇积累毒性、实现甾醇增产。酵母中甾醇转运主要通过蛋白质介导的非囊泡运输机制来完成,本文归纳了酵母中已报道的5类甾醇转运相关蛋白,即OSBP/ORPs家族蛋白、LAM家族蛋白、NPC样甾醇转运蛋白、ABC转运家族蛋白和CAP超家族蛋白,汇总了这些蛋白对细胞内甾醇梯度分布和稳态维持所起的重要作用。此外,本文还综述了甾醇转运蛋白在酵母细胞工厂中的应用现状。     

细菌肽转运蛋白的研究进展

细菌的肽转运蛋白包括3种,寡肽转运蛋白(Oligopeptide permease,Opp)、二肽转运蛋白(Dipeptide permease,Dpp)和二/三肽转运蛋白(Di-and tripeptide permease,Dtp)。Opp和Dpp属于ABC型超家族(ATP-binding cassette superfamily)转运蛋白,利用ATP水解产生的能量实现底物转运。对Opp和Dpp研究最多的是胞外肽结合蛋白OppA和DppA,它们起着最初识别与结合底物的重要作用。Dtp属于主要协助转运蛋白超家族(Major facilitator superfamily,MFS),与质子进行底物共转运。细菌肽转运蛋白的晶体结构解析结合大量的生化数据分析,使得人们对其转运机制有了深入的了解。本文对这三种肽转运蛋白的研究进展分别进行综述。     

放线菌中腺苷三磷酸结合盒转运蛋白的研究进展

放线菌由于能产生多种结构新颖、活性独特的次级代谢产物,在医药工业、农业和环境保护上具有重要作用。全基因组测序的数据显示,放线菌中含有数目众多的腺苷三磷酸结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白基因,在营养摄入、次级代谢产物转运、外源毒素解毒等一系列过程中发挥着重要的作用。本文概述了ABC转运蛋白的结构和作用机制,并结合本实验室的研究工作,对近年来放线菌中ABC转运蛋白的研究进展进行了比较全面的综述,着重介绍了负责次级代谢产物跨膜转运的ABC外排蛋白,并展望了放线菌ABC转运蛋白的研究热点和应用前景。     

植物高亲和钾离子转运蛋白HAK功能研究进展

钾(Potassium,K)是植物生长发育重要的营养元素,素有"抗逆元素"和"品质元素"之称。在低钾环境下植物主要利用高亲和的转运蛋白进行钾离子的吸收和转运,KUP/HAK/KT作为植物体内钾离子高亲和转运蛋白家族中最大,成员最多的家族,在植物高亲和转运钾离子过程中发挥关键作用。系统阐述了植物KUP/HAK/KT家族的基本情况及其分类、高亲和钾离子转运蛋白HAK的系统发育分析、HAK转运蛋白在提高植物钾吸收,影响植物生长发育,增强植物抵抗生物胁迫和非生物胁迫能力等方面的功能研究,最后展望了钾离子转运蛋白HAK后续有待解决的问题。深入了解HAK钾转运蛋白在植物体内的作用机制对于有效提高钾肥的利用效率,提升作物产量与品质,促进农业发展等方面具有重要的现实意义。     

MFS超家族转运蛋白结构与分子机制的研究

主要协助转运蛋白超家族（major facilitator superfamily,MFS）是一个主要的次级膜转运蛋白超家族。MFS超家族蛋白转运底物的多样性使得它们在细胞物质交换和能量代谢过程中起着重要作用。从2003年第一个高分辨率的LacY蛋白三维结构的解析到现在,已经有5个细菌MFS超家族的蛋白结构被解析出来,结合大量的生化研究结果,使得对其转运的分子机制有了更为深入的理解。将对MFS超家族蛋白的三维结构和转运机理进行阐述。     

细胞运动中的水通道蛋白 ———细胞迁移及相关生理和病理机制的新视点

细胞迁移 (cell migration) 在机体生命活动中的胚胎发育、免疫防御、损伤修复、血管新生以及肿瘤转移等许多重要生理和病理过程中发挥核心作用 . 越来越多的证据表明,细胞迁移中处于极性分布的细胞膜离子通道和离子转运体可以通过调节细胞体积变化协助细胞的移动 . 然而细胞膜水转运机制在这一过程中的作用尚未阐明 . Saadoun 等 2005 年 4 月发表于《自然》杂志上的一项研究发现细胞膜水通道蛋白在细胞迁移中发挥重要作用 . 为细胞迁移的分子机制增加了新的内容,也为水通道基因功能研究开启了一个新的领域 .     

植物ABCB转运蛋白研究进展

ABC转运蛋白家族是一类通过结合并水解ATP释放能量实现底物的跨膜运输的转运蛋白,它们参与了植物众多的生理代谢过程,根据保守区的进化关系将ABC转运蛋白家族分成8个亚族,其中ABCB转运蛋白为第二大亚族。ABCB 转运蛋白具保守的NBDs结构域,由6个跨膜α-螺旋的疏水跨膜结构域组成了TMDs结构域,形成溶质跨膜的通道,但是其结构、长度与序列则变化多样。按分子大小不同将植物ABCB转运蛋白分为全分子转运蛋白、半分子转运蛋白两类,通过测序发现在拟南芥、水稻和番茄等植物上均有一定比列的ABCB转运蛋白,且行使多种功能。有研究表明,ABCB转运蛋白基因介导镉、铅和铝等重金属离子的转运,提高植物重金属耐性;它直接参与植物体内生长素的运输,从而调控植物高度;它还可能将苹果酸从质体转运到保卫细胞中调节气孔的开合。近年来,越来越多的ABCB转运蛋白被鉴定,但是ABCB亚家族庞大,底物特异性强,转运机制复杂,多数转运蛋白的功能尚未确定。因此,了解ABCB转运蛋白在生命活动过程中的重要性,以及基因表达调控的机制,解析ABCB转运蛋白在响应逆境胁迫过程中的重要作用,以期为植物抗逆性育种提供思路。     

《PLoS综合》：视黄醇类物质转运蛋白结合机制差异研究获进展

近日。中科院昆明动物研究所黄京飞课题组张玉茹博士和赵玉琦博士运用生物信息学和分子动力学模拟的方法,详尽解释了这种生物学现象并进一步提出了类维生素A物质在生物体内可能的转运模型。相关成果已经发表在《PLOS One》上。     

膜转运蛋白的功能性超表达和纯化

膜转运蛋白结构和功能的研究是功能膜蛋白质组研究中的一个重要内容,而大量蛋白质的分离纯化是进行蛋白质的结构和功能研究的基础.目前,结构和功能膜蛋白质组学相关研究的瓶颈,在于不能有效地超量表达和纯化具有生物活性的膜转运蛋白.影响膜转运蛋白超量表达和纯化的关键因素,包括目标蛋白的拓扑学结构分析和去垢剂的选择.进行膜转运蛋白拓扑学结构的分析,对于构建用于活体表达的重组膜转运蛋白具有指导意义.去垢剂能够稳定去膜状态的膜蛋白,在膜转运蛋白的离体表达和亲和纯化以及包涵体的处理过程中具有重要的作用.本文就目前功能膜蛋白质组学研究中所涉及的有关膜转运蛋白功能性超表达和分离纯化策略及关键技术作一简述.