來自清華大學(xué)生科院，醫(yī)學(xué)院，普林斯頓大學(xué)Lewis Thomas實驗室等處的研究人員報道了一種重要的轉(zhuǎn)運因子的蛋白結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)由6個跨膜區(qū)域以之前未見報道的新折疊形式出現(xiàn)，這對于了解核黃素(維生素 B2)的運輸，以及進一步拓展生物學(xué)結(jié)構(gòu)具有重要意義。

文章的通訊作者是清華大學(xué)生命科學(xué)院院長施一公教授，其研究組主要致力于運用結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物化學(xué)的手段研究腫瘤發(fā)生和細胞調(diào)亡的分子機制，集中于腫瘤抑制因子和細胞凋亡調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)構(gòu)和功能研究、重大疾病相關(guān)膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能的研究、胞內(nèi)生物大分子機器的結(jié)構(gòu)與功能研究。另外兩位作者分別是王佳偉（Jiawei Wang）和張鵬（Peng Zhang）。

近期研究發(fā)現(xiàn)了一類重要的蛋白：能量耦合因子（energy-coupling factor，ECF）轉(zhuǎn)運蛋白，這類蛋白是一些微量營養(yǎng)元素的運輸因子，負責(zé)原核生物的維生素攝入運輸。每個ECF轉(zhuǎn)運因子都包含一種嵌入細胞膜，能結(jié)合底物的蛋白結(jié)構(gòu)：S組件，這一結(jié)構(gòu)是能量耦合的關(guān)鍵部件，由兩個ATP結(jié)合蛋白和一個跨膜蛋白組成。然而目前這一結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)架，以及運輸機制并不清楚。

在這篇文章中，研究人員確定了金黃葡萄球菌核黃素轉(zhuǎn)運因子的S組件，即RibU的X-射線晶體結(jié)構(gòu)，這一分辨率為3.6-Å的結(jié)構(gòu)顯示，RibU包含了6個跨膜區(qū)域，這6個區(qū)域以一種之前未見報道的方式折疊（如下圖），其中核黃素是綁定在L1環(huán)和幾個跨膜片段的周質(zhì)部分上的。這種“膜嵌入基質(zhì)結(jié)合域”結(jié)構(gòu)揭示了一種保守的蛋白結(jié)構(gòu)特征，也說明了ECF轉(zhuǎn)運因子的運輸機制。

膜蛋白的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究一直以來是結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域公認的重點及難點。1985年，第一個膜蛋白結(jié)構(gòu)問世，當(dāng)時共計僅有不到200個生物大分子結(jié)構(gòu)。而時至今日，PDB收錄的近7萬個生物大分子結(jié)構(gòu)中，膜蛋白結(jié)構(gòu)不到700個，其中新型的膜蛋白結(jié)構(gòu)又只有250多個（Membrane Proteins of Known 3D Structure），足見膜蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的困難。清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心在過去兩年間相繼報道了3個新型膜蛋白的4個晶體結(jié)構(gòu)，由于其創(chuàng)新性和重要性，四篇學(xué)術(shù)論文全部發(fā)表于《自然》或《科學(xué)》，為我國的膜蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究作出了重要貢獻，其成果在國際結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域獲得了充分關(guān)注。