中國網/中國成長門戶網訊 近日，中國迷信院物理研討所/北京凝集態物理國度研討中間姜道華團隊應用冷凍電鏡單顆粒技巧和磷酸根外排效能系統，對哺乳植物中今朝已知獨一的磷酸鹽外排卵白XPR1構造和效能停止了深刻的剖析，說明了XPR1磷酸鹽轉運和調控機制，相干結果于8月21日在《天然》雜志頒發。
XPR1磷酸鹽轉運調理機制模子
磷是人體含量第六多的常量元素，每個成年人年夜約含有1公斤的磷。成年人逐日從食品中獲取約1000mg磷酸鹽，此中約700mg磷酸鹽在消化系包養統和泌尿體系中被人體接收，剩余的磷酸鹽在尿液和糞便中被排出體外。被接收的磷酸鹽中，有85%貯存于人體骨骼和牙齒中，14%進進細胞內液，保持細胞內的磷酸鹽穩態，約1%的磷酸鹽進進血清中，保持人體組織間的磷酸鹽穩態。盡管磷酸鹽在人體中這般主要，但過多的磷酸鹽積聚仍會激發很多不良后果，包含血汗管、腫瘤產生、抑郁和神經元疾病等并發癥。是以，將多余的磷酸鹽排出細胞外就顯得尤為主要，此時作為哺乳植物獨一的磷酸鹽外排卵白XPR1身先士卒，以一己之力均衡局勢。那么，XPR1是若何在細胞上力挽狂瀾，救磷掉衡細胞于“水火之中”呢？
在這項研討中，作者解析了XPR1處于封閉、開放和聯合肌醇-6磷酸的三種分歧構象的高辨別率構造。依據構造和效能成果，作者發明XPR1中有三個由正電氨基酸構成的位點，應用正負電吸引的方法聯合磷酸根；當這些磷酸根聯合到XPR1后，會引誘XPR1產生構象變更，構成一個貫穿細胞膜的通道，使磷酸根離子流出細胞。XPR1卵白很是的“聰慧”，為了防止過多磷酸根離子的外排招致養分流掉，XPR1應用本身結尾一段柔性絡環把持通道啟齒的鉅細。而SPX構造域可以經由過程感觸感染細胞內磷酸肌醇的濃度來調控XPR1外排磷酸根離子的通量：當細胞內磷酸根濃度較低時，多磷酸肌醇濃度下降，SPX構造域呈靜態構象，XPR1的柔性絡環聯合在包養網磷酸根進口四周并下降磷酸根進進卵白的流量；當細胞內磷酸根濃度降低時，多磷酸肌醇濃度降低，SPX構造域聯合多包養磷酸肌醇并轉換為穩固構象，穩固狀況的SPX構造域與柔性絡環彼此感化，使其闊別磷酸根進口，從而增添磷酸根離子進進XPR1的流量。由于磷酸根聯合位點，柔性絡環，以及SPX構造域在酵母磷酸鹽轉運卵白SYG1，植物磷酸鹽轉運卵白PHO1和其他植物中的XPR1中高度守舊，是以，作者猜測這些卵白應當采用相似的機制來保持磷酸鹽的穩態。
該研討發明了XPR1的構造相似于轉運卵白，可是采取一種新奇的相似于通道的門控機制外排磷酸根，明顯分歧于盡年夜大都轉運卵白采用的瓜代開放的轉運機制。此外，該研討初次闡包養網明了SPX構造域經由過程聯合多磷酸肌醇調理XPR1的通量，提出多磷酸肌醇感知和磷酸鹽輸入之間的耦合機制，這些對人體磷酸根穩態的研討至關主要。
研討團隊表現，盡管曾經獲得了階段性停頓，但一些要害題目依然需求進一個步驟研討摸索。例如，XPR1作為病毒受體是若何介導病毒進侵細胞的？這些題目依然有待研討職員后續的研討停止解答。