清华大学生科院最新Nature文章

　　

生物通报道：来自清华大学的消息，清华大学生命科学学院，医学院的研究人员合作解析了甲酸（formate）通道FocA的高分辨率结构，研究结果11月25日以Article的形式发表于Nature。

领导这一研究的分别是清华大学生命科学学院院长施一公教授，和医学院颜宁教授，前者早年毕业于清华大学，后获得普林斯顿大学终身教授衔，回国后主持清华大学生命科学研究，2009年获得了颇多成果。

在2009年，施一公研究组先是在Nature杂志上发表文章，以酵母Saccharomyces cerevisiae为模型，研究蛋白酶体，发现了三个与蛋白酶体的RP有关联的蛋白。之后Science上发文，解析了大肠杆菌O157:H7的反向转运体AdiC的晶体结构，这对分析耐酸系统中的反向转运体的功能机制具有重要的意义。近期其还发表综述，阐述了经典的PSPs的结构以及生化功能的关联，尤其以PP2A为重点介绍对象，这一综述发表在Cell杂志上。

除此之外他们还发表了两篇JBC文章，一篇发现了MecA降解tag的晶体结构，MecA是一种接头蛋白，能调控ATP依赖性ClpCP蛋白酶的组装和活性，这种蛋白有两个结构域，其中N末端结构域能结合底物蛋白，比如ComK和ComS，而C末端（121－218残基）具有两个作用：ClpCP蛋白酶调控和功能行使作用。另外一篇解析了MecA对ClpCP蛋白酶的作用机制，研究人员发现MecA蛋白C末端，一个长98个氨基酸残基的结构域是一个不可逆转的降解标记，能靶定许多融合蛋白，被ClpCP蛋白酶降解，并且MecA还能启动ClpCP蛋白酶的组装和解体。

在最新的这篇文章中，研究人员解析了甲酸（formate）通道FocA的高分辨率结构。甲酸是细菌在无氧呼吸条件下的主要代谢产物之一，发酵状态下，细菌体内积聚了大量的甲酸需要穿过内膜进一步代谢。甲酸同时还是古老微生物的重要碳源之一。尽管甲酸可以透过细胞内膜，但是大量甲酸的快速运输需要转运系统。FocA是在1994年被发现的甲酸转运蛋白，属于FNT家族，可以转运甲酸、亚硝酸等短链酸。FNT家族一直以来被认为是转运蛋白(transporter)。

施一公教授和颜宁教授的研究组合作历时两年成功解析了FocA的高分辨率原子结构，证明FocA是通道蛋白（channel），而非转运蛋白（transporter）。更为有趣的是，尽管FocA在氨基酸序列上与水通道蛋白（aquaporin）没有任何相似性，也不具备水通道的标志性序列，但是其结构高度相似。不同的是，所有已知的aquaporin蛋白都是四聚体，而FocA以梅花状的五聚体形式存在，并且不能够通透水分子。这是首次发现与水通道结构类似但没有序列同源性的其他家族蛋白。这一发现对于研究膜蛋白的进化提供了进一步的线索。

（生物通：万纹）

附：

施一公

祖籍云南,1967年5月5日出生于郑州，中学就读于河南省实验中学。
1985年9月~1989年8月，清华大学,生物学学士, 提前一年毕业
1990年9月~1995年4月，美国约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)，分子生物物理博士学位
1996年1月~1998年1月，纽约斯隆 凯特林癌症研究中心(Memorial Sloan-Kettering Cancer Center) 结构生物学实验室博士后;
1998年2月~2001年10月，普林斯顿大学(Princeton University)分子生物学系,助理教授
2001年10月~2003年3月，普林斯顿大学终身教授,副教授衔
2003年3月~2007年3月，普林斯顿大学终身教授,正教授衔
2007年3月~11月，普林斯顿大学分子生物学系Warner-Lambert/Parke-Davis教授

2007年11月~至今，清华大学生命科学与医学研究院副院长，教授

2008年获得国家杰出青年基金

在普林斯顿大学，他运用结构生物学、生物物理和生物化学手段，研究细胞凋亡和癌症发生的分子机制。迄今为止，他在国际权威学术杂志发表学术论文百余篇，据不完全统计其中作为通讯作者在《细胞》发表14篇、《自然》发表8篇、《科学》发表4篇。这些工作系统地揭示了哺乳动物、果蝇和线虫中细胞凋亡通路的分子机理，已有若干研究成果申请专利，用于治疗癌症的药物研发。

因在细胞凋亡和TGF-信号传导等领域的杰出工作，2003年他被国际蛋白质学会授予鄂文西格青年科学家奖，是该奖项设立以来第一位获此殊荣的华裔学者。2005年，当选华人生物学家协会会长。

据施公普林斯顿大学分子生物学教研室实验室主页介绍

（http://www.princeton.edu/~ygshi/home.htm）

Shi Lab关注细胞凋亡机制。到目前为止，已经成功地解析了20个控制哺乳动物，黑腹果蝇，秀丽隐杆线虫细胞凋亡的蛋白晶体结构。并在此基础上进行细胞凋亡的生物学信号通路上进行研究。


研究方向：

细胞凋亡的背景

哺乳动物细胞凋亡的信号通路

果蝇细胞凋亡的信号通路

秀丽线虫的细胞凋亡信号通路

Smad蛋白TGF-beta信号通路

原文摘要：

Structure of the formate transporter FocA reveals a pentameric aquaporin-like channel
Yi Wang, Yongjian Huang, Jiawei Wang, Chao Cheng, Weijiao Huang, Peilong Lu, Ya-Nan Xu, Pengye Wang, Nieng Yan & Yigong Shi