eLife:單突變嚴重影響細菌轉運蛋白的結構與功能

2021-01-15 生物谷

2019年10月25日 訊 /生物谷BIOON/ --最近，在《eLife》雜誌上發表的一項新研究發現，通過對某個細菌蛋白進行單個胺基酸突變，會改變其結構和功能，進而揭示了複雜基因進化的影響。這項以大腸桿菌為對象的研究可以幫助人們更好地理解轉運蛋白的進化及其在耐藥性中的作用。

紐約大學化學系副教授，該研究的資深作者Nate Traaseth說：「我們發現微小的突變對於轉運蛋白的結構和功能十分重要。」

細胞膜是保護細胞內部不受外界環境的影響的關鍵。轉運蛋白位於細胞膜中，它能夠調控物質進出細胞的過程。這些轉運蛋白通過在細胞膜一側裝載貨物，然後通過改變其結構在另一側釋放，從而主動地使物質在細胞膜兩側轉運。


相關焦點

  • 解析肉鹼膜轉運蛋白晶體結構
    中國科學院生物物理研究所江濤研究員領銜的科研小組在肉鹼膜轉運蛋白CaiT三維結構研究方面取得最新的進展，相關成果文章刊登在3月28的《自然—結構與分子生物學》（Nature Structural & Molecular Biology）上。
  • Nature:顏寧等揭示人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的結構及工作機理
    葡萄糖（D-glucose）是地球上包括從細菌到人類各種生物已知最重要、最基本的能量來源。葡萄糖代謝的第一步就是進入細胞：親水的葡萄糖不能自由穿透疏水的細胞膜，其進出細胞需要通過鑲嵌於細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白完成。
  • 研究解析硝酸鹽轉運蛋白晶體結構
    來自清華大學生科院、生物膜與膜生物工程國家重點實驗室的研究人員報導了硝酸鹽/亞硝酸鹽轉運蛋白NarU的晶體結構（解析度為3.1Å），並分析了其結構和生化特徵
  • 中國科大解析人類溶酶體維生素B12外排蛋白ABCD4的電鏡結構
    >的近原子解析度三維結構，為深入理解該類膜蛋白轉運的分子機制以及其突變引發疾病的致病機理提供了基礎。　　ABC膜轉運蛋白作為一類通過結合併水解ATP獲得能量實現物質跨膜運輸的多次跨膜蛋白，廣泛分布於原核和真核生物中。其轉運的底物包括離子、胺基酸、短肽、糖類以及脂質等，因而參與多種重要生理功能，並與腫瘤細胞的抗藥性密切相關。
  • 中國科大首次解析人類溶酶體維生素B12外排蛋白ABCD4的電鏡結構
    >ABCD4的近原子解析度三維結構，為深入理解該類膜蛋白轉運的分子機制以及其突變引發疾病的致病機理提供了基礎。其轉運的底物包括離子，胺基酸，短肽，糖類以及脂質等，因而參與多種重要生理功能，並與腫瘤細胞的抗藥性密切相關。
  • 顏寧小組破譯一種人源葡萄糖轉運蛋白結構—新聞—科學網
    清華大學等   本報訊（記者黃辛）5月23日，記者從中科院上海光源獲悉，清華大學醫學院教授顏寧研究組利用上海光源生物大分子晶體學線站（BL17U1），在世界上首次解析了人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的三維晶體結構，初步揭示其工作機制以及致病機理。
  • 人源葡萄糖轉運蛋白結構被獲取 餓死癌細胞或成可能
    顏寧介紹，轉運蛋白GLUT1幾乎存在於人體每一個細胞中，是大腦、神經系統、肌肉等組織器官中最重要的葡萄糖轉運蛋白，對於維持人的正常生理功能極為重要，一方面，如果轉運蛋白GLUT1功能部分缺失，將會使細胞對葡萄糖吸收不足而導致大腦萎縮、智力低下、發育遲緩、癲癇等系列疾病，並會因葡萄糖不能及時為人體利用消耗而導致血糖濃度的異常升高。
  • 清華解析葡萄糖轉運蛋白結構
    據估算，大腦平均每天消耗約120克葡萄糖，佔人體葡萄糖總消耗量的一半以上。葡萄糖代謝的第一步就是進入細胞，但親水的葡萄糖溶於水，而疏水的細胞膜就像一層油，因此，葡萄糖自身無法穿過細胞膜進入到細胞內發揮作用，必須依靠轉運蛋白這個「運輸機器」來完成。葡萄糖轉運蛋白鑲嵌於細胞膜上，如同在疏水的細胞膜上開了一扇一扇的門，能夠將葡萄糖從細胞外轉運到細胞內。
  • 研究揭示糖轉運蛋白結構與機理
    但是葡萄糖無法自由通過由膦脂雙分子層構成的疏水細胞膜，細胞對葡萄糖的攝入需要藉助於細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白，其中一類屬於主要協同轉運蛋白超家族（Major Facilitator Superfamily，簡稱MFS），是大腦、神經系統、紅細胞、各個器官中最重要的葡萄糖轉運蛋白（glucose transporters,簡稱GLUT）。
  • 中科院科學家解析細菌脂多糖轉運組裝結構
    2014年6月18日， Nature雜誌在線發表了中國科學院生物物理研究所黃億華研究員研究組對細菌脂多糖轉運組裝膜蛋白複合體結構解析重要成果。他們成功地解析了致病菌福氏志賀菌來源的分子量約為110,000道爾頓的LptD-LptE膜蛋白複合體2.4埃的高解析度晶體結構。
  • 轉運核糖核酸 tRNA的結構與功能
    轉運核糖核酸（transfer ribonucleic acid，tRNA）是一種比較小的RNA，一般由74-93個核苷酸構成，分子量約25 kd，沉降係數4 s。在發現microRNA之前，它是最小的RNA。 tRNA的功能是轉運胺基酸，按照信使RNA的鹼基序列合成蛋白質，稱為接頭作用。
  • 轉運核糖核酸(tRNA)的結構與功能
    轉運核糖核酸（transfer ribonucleic acid，tRNA）是一種比較小的RNA，一般由74-93個核苷酸構成，分子量約25 kd，沉降係數4 s。在發現microRNA之前，它是最小的RNA。
  • 突變對蛋白功能影響預測
    基因突變對於基因功能的影響是多種多樣的。有的突變會改變蛋白的功能，這類改變蛋白功能的突變對於整個基因而言則更加重要一些。我們在腫瘤治療當中，有的藥物是基因蛋白功能起作用的。如果因為蛋白功能的改變其藥物可能就發揮不出原有的作用了。
  • 科學家在單分子水平下成功理解細胞轉運蛋白的工作機制
    就能一艘能夠幫助乘客過河的船一樣，轉運蛋白（transporters）能運輸物質跨越細胞膜，這一過程對於從細菌到人類等多種有機體細胞的健康功能至關重要，此前研究人員僅能通過與這些轉運蛋白一起發揮作用的成百上千個轉運蛋白的行為中推斷出其功能，近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自聖猶大兒童研究醫院等機構的科學家們通過研究開發了一種新技術，其能在單分子水平下對轉運蛋白的功能和工作機制進行研究。
  • 施一公小組闡明能量耦合因子轉運蛋白結構
    對進一步拓展核黃素生物學結構具有重要意義
  • cell research報導鈷離子ECF轉運蛋白複合體的結構與機理
    ECF轉運蛋白是近年來發現的一類新型ABC內向轉運蛋白，結構上由膜內底物特異結合蛋白EcfS和一個由跨膜蛋白EcfT和兩個胞內ATP結合蛋白組成的能量耦合模塊（或ECF模塊）組成，分為能量耦合模塊專用型(Group-I)和共享型(Group-II)兩類（圖1a）。專用型每個EcfS蛋白使用專一的ECF模塊，共享型多個不同的EcfS蛋白共享同一個ECF模塊。
  • 科學家揭示葉酸ECF轉運蛋白結構和轉運機制
    4月14日，《自然》雜誌在線發表中科院上海生命科學研究院植物生理生態研究所的最新研究進展，報導了來源於乳酸桿菌的能量耦合因子型（Energy Coupling Factor，ECF）葉酸轉運蛋白面向內（inward-facing）的晶體結構（見示意圖a），揭示了ECF轉運蛋白跨膜轉運葉酸的分子機制。葉酸參與細胞內眾多重要生化過程，包括DNA和胺基酸的合成。
  • BMC Biology | CIPK15激酶介導NH4+轉運蛋白的反饋抑制
    BMC Biology 期刊在線發表了何承訓研究團隊題為「Feedback inhibition of AMT1 NH4+-transporters mediated by CIPK15 kinase」的研究論文，揭示了植物銨轉運蛋白
  • 噬菌體與宿主細菌的相互作用--吸附篇
    一些噬菌體也可以感染不同的宿主，如噬菌體 92，它具有四個不同的尾纖維蛋白，不僅可以感染大腸埃希氏菌，還可以感染鼠傷寒沙門氏菌。然而，並不是所有的噬菌體都使用尾部蛋白來識別宿主。例如， X174的衣殼蛋白H具有RBP功能，並以大腸埃希氏菌LPS為靶標，蛋白H是管狀的，為DNA注射提供了通道。
  • 合肥研究院線粒體蛋白跨膜轉運研究獲進展
    近期，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場中心王俊峰、周數研究團隊在線粒體蛋白跨膜轉運研究中取得進展，利用液體核磁共振技術，在國際上首次解析出酵母線粒體內膜Tim23通道蛋白與其底物肽段的複合物三維空間結構。