当前位置:首页>农业>IF48.5!打破校史!东北农业大学通讯作者单位首发《Nature》!发现胆汁酸膜内翻转新范式!

IF48.5!打破校史!东北农业大学通讯作者单位首发《Nature》!发现胆汁酸膜内翻转新范式!

  • 2026-11-03 21:36:44
IF48.5!打破校史!东北农业大学通讯作者单位首发《Nature》!发现胆汁酸膜内翻转新范式!

点击蓝字 关注我们

东北农业大学首次以通讯作者单位在国际顶级期刊《Nature》上发表研究成果。

该研究利用冷冻电镜技术,首次揭示了人体胆汁酸转运蛋白OSTα/OSTβ的独特“二聚体-异二聚体”组装模式及底物识别机制,阐明了其有别于传统转运蛋白的“脂质-蛋白质”协同运输新范式,为相关肝胆疾病治疗提供了重要理论基础。

文

献

解

读

标题:人类胆汁酸转运蛋白OSTα-OSTβ的结构与作用机制

发表期刊:Nature

发表时间:2026年

影响因子:48.5/Q1

01

研究背景

OSTα/β是个专门负责胆汁酸“外排”的关键蛋白,主要分布在肠道、肝脏和肾脏。它特别省电,不像别的转运蛋白那样靠钠离子或ATP硬扛,而是直接双向搬运。虽然大家早就知道它很重要,但过去二十年一直没搞明白它到底是怎么组装的,又是怎么抓底物的,这动力究竟从哪儿来,这次终于有了结构上的答案。

02

研究目的

本研究旨在揭示OSTα/β的组装规律(化学计量比与模式)、底物结合位点及无构象变化的双向转运机制。

03

研究方法亮点

1️⃣样品优化:融合ALFA标签与纳米抗体稳定蛋白,重组至脂质纳米盘模拟天然环境,保障构象均一。

2️⃣底物捕获:共孵育内源性底物DHEAS,获得2.73 Å高分辨率结合态结构,精准锁定结合位点。

3️⃣功能验证:构建数十个点突变体,结合质谱定量与生化实验,直接关联结构特征与转运功能。

4️⃣机制模拟:通过分子动力学与元动力学模拟,重构TCA跨膜自由能景观,捕捉到底物翻转动态过程。

研

究

结

果

1、这蛋白长啥样?不组装就没用

单独表达OSTα或OSTβ都不干活,只有俩亚基凑一块才能转运胆汁酸。电镜结构首次看清了它的组装方式:两个OSTα在中间形成核心,两个OSTβ贴在两边当“配角”(图1)。

图1.人类OSTα/β的功能与结构

2、两个亚基怎么“握手”

OSTα之间的握手靠的是跨膜螺旋2-4,通过疏水作用和静电作用稳定结合,中间还夹着几个磷脂分子。OSTβ则紧贴着OSTα的TM1和TM7。之前报道的致病突变正好破坏了这些握手位点,导致复合体散架(图2)。  

图2.人OSTα/β二聚体界面

3、胆固醇和棕榈酰化修饰

结构里发现了五个胆固醇结合位点,其中一个藏在跨膜螺旋5、6和胞内环之间。这个胞内环上有一段七个半胱氨酸的序列,全被棕榈酰化了,这些脂质链直接参与抓胆固醇。

有意思的是,单点突变影响不大,说明多个位点互相备份(图3)。

图3.OSTα/ β中的胆固醇与棕榈酰化位点

4、底物结合正电空腔是关键

内源性底物DHEAS结合在胆固醇的那个位点,硫酸根朝向几个精氨酸,甾环被疏水残基和棕榈酰链包着。OSTα内部有个带正电的空腔,中心是K191(图4)。

图4.OSTα/β中BA识别的结构基础

5、模拟看到底物“翻跟头”过膜

计算机模拟捕捉到了底物TCA跨膜的全过程:从“头朝下”翻转为“头朝上”,中间经过几个低能中间态(图5)。

图5.BA转运过程及转运模型的MetaD模拟

研

究

结

论

本研究提出STING-NF-κB-GADD34通路是人类抵御禽流感跨种传播的“溢出屏障”,病毒M1-V115I突变可突破该屏障;因此,监测M1-115位点可作为大流行预警指标,靶向M1-STING互作则是潜在防控新策略。

点赞

分享

收藏

最新文章

随机文章