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    本報北京7月17日電（記者鄧暉）16日，曾因2014年初在世界上首次解析人源葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)而振奮全球科學(xué)家的中國年輕科研團隊，在葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT家族的研究上再下一城：清華大學(xué)顏寧研究組在《自然》在線發(fā)表題為《葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白識別與轉(zhuǎn)運底物的分子基礎(chǔ)》的長文，報道了人源葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT3處于不同構(gòu)象的3個高分辨率晶體結(jié)構(gòu)，并通過與之前該組解析的GLUT1的結(jié)構(gòu)比對，完整揭示了葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白底物識別與轉(zhuǎn)運的分子機理，為基于結(jié)構(gòu)的小分子設(shè)計提供了直接依據(jù)。這是對GLUT家族轉(zhuǎn)運機制研究的突破性進展，也為相關(guān)疾病診斷或小分子抑制劑的設(shè)計提供了重要理論基礎(chǔ)。生命科學(xué)聯(lián)合中心博士后鄧東和一年級博士生孫鵬程為文章共同第一作者，顏寧為通訊作者。
    葡萄糖是地球上各種生物最主要的能源物質(zhì)，為生長代謝提供能量，并且作為前體參與合成其他生命組成大分子。但高度親水的葡萄糖分子無法自由通過疏水的生物膜，其進出細胞需要依靠膜上的轉(zhuǎn)運蛋白完成。主要協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白超家族中的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT在此過程中至關(guān)重要。與此前解析的GLUT1處于向胞內(nèi)開放的結(jié)構(gòu)相比，顏寧研究組此次解析的3種高分辨率晶體結(jié)構(gòu)中，GLUT3與底物分子葡萄糖的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)處于朝向胞外閉合的狀態(tài)，分辨率高達1.5埃，是目前為止分辨率最高的轉(zhuǎn)運蛋白結(jié)構(gòu)，GLUT家族蛋白通過交替開放轉(zhuǎn)運底物的整個過程也更加完善。
    “人體中的GLUTs共有14種，目前研究較清楚的是GLUT1，GLUT2，GLUT3，GLUT4，它們負(fù)責(zé)向人體的不同組織轉(zhuǎn)運葡萄糖：GLUT1主要負(fù)責(zé)葡萄糖進入紅細胞和跨越血腦屏障，GLUT2主要在肝、脾、小腸等內(nèi)臟細胞中發(fā)揮作用，GLUT3負(fù)責(zé)為神經(jīng)系統(tǒng)攝取葡萄糖，GLUT4則是肌肉和脂肪組織的主要葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白?！鳖亴幗榻B，目前越來越多的研究發(fā)現(xiàn)GLUT1和GLUT3在多種實體瘤中超量表達，“腫瘤細胞的快速增殖使其處于缺氧環(huán)境中，無氧條件下依靠糖酵解產(chǎn)生的ATP比有氧代謝少了10倍以上，因此腫瘤細胞需要大量表達GLUT以滿足葡萄糖的超量攝入，這種‘沃伯格效應(yīng)’使得GLUT1和GLUT3成為具有潛在臨床診斷價值的腫瘤細胞標(biāo)志物?！?br />     此項研究工作得到科技部重大研究計劃的資助。

（責(zé)任編輯：秋彤）