Science：揭开葡萄糖转换蛋白结构之谜

　　

研究发现可促进糖尿病和癌症的治疗手段的开发。

 

美国加州大学洛杉矶分校医学院的David Geffen研究中心的研究者们，近日研究阐明钠依赖性葡萄糖转运载体蛋白（SGLTs）的结构，这些钠依赖性葡萄糖转运载体蛋白主要的起泵的作用将葡萄糖转运到细胞中。通过口服补液的方法应用这些转运蛋白可用于治疗慢性腹泻，那么每年就能挽救数百万儿童的性命。解开SGLT结构之谜，可加快对癌症和糖尿病的药物治疗设计速度。

 

这个研究项目由美国加州大学洛杉矶分校医学院的生理系学者Jeff Abramson和Ernest Wright主持。研究小组拍摄了首张SGLT蛋白的原子快速摄影相片。他们和博士后以及学生们使用专门的X射线衍射晶体分析法，制备首个高分辨率的葡萄糖转运蛋白三维图。研究结果发表在今天的《Science》在线版上。

 

Abramson说，这是一项非常具有挑战性的研究工作，在研究的过程中每一步都需要去探索创新。我们不得不探索各种新途径逐步地促使蛋白形成结晶，接下来，又花了数年的时间来优化晶体结构，使晶体符合最佳的X射线扫描条件。要达到以上的目的，必须获得高大量纯化的蛋白，没有生产大量蛋白和纯化蛋白的技术这些都是不可能完成的。

 

在蛋白结构分析过程中，有一步是最艰难的，我们发现葡萄糖转运载体蛋白的结构与先前发现的神经递质的结构十分相似，区分两者间的细微差别是研究中最困难的过程。为了找出两者结构的差异，研究人员使用电脑设计模型来研究动力学结构，结果研究人员获得首个葡萄糖转运蛋白和神经递质（如血清素）进入细胞的原子水平的证据。这些研究结果为理解膜蛋白的动力学功能提供了结构学上基础性的理论。

 

目前很多的制药公司控制糖尿病人血糖的药物评估已经进入大量的临床试验阶段，这些新的药物主要以SGLT1和SGLT2蛋白为作用靶位，通过抑制SGLT1和SGLT2的作用降低糖尿病患者的血糖浓度，阻止小肠吸收食物中的糖并加快糖从尿液排泄的速度。此次美国加州大学洛杉矶分校的研究发现无疑将为这些药物的设计方案提供更多的理论指导。

 

接下来，Wright 和Abramson的计划是，探索葡萄糖蛋白抑制剂的作用途径，寻找最佳抑制效果的方案，更好地治疗糖尿病、肥胖症和癌症。

 

国立糖尿病、消化道疾病和肾病研究中心和美国心脏协会为该研究项目提供经费赞助。

 

共同作者还包括：美国加州大学洛杉矶分校医学院生理系的Salem Faham,、Akira Watanabe,、Gabriel Mercado Besserer和Bruce Hirayama；美国加州大学洛杉矶分校医学院基因组学和蛋白组学系的Duilio Cascio；以及路易斯.巴斯德大学的Alexandre Specht。

 

原文标题：UCLA researchers clarify function of glucose transport molecule

（生物通 张欢）