研究解析大腸桿菌巖藻糖轉運蛋白

日期：2011-05-13 08:28:51

近期，來自華南農業(yè)大學信息學院青年教師常珊博士的課題組在國際著名學術期刊《軟物質》（Soft Matter）雜志發(fā)表了研究論文。該論文報道了大腸桿菌巖藻糖(L-fucose)轉運蛋白(FucP)的構象變化和轉運過程的計算方法研究。

常珊2009年從北京工業(yè)大學博士畢業(yè)后，任職華南農業(yè)大學信息學院。近年來，在國內外期刊及會議上發(fā)表學術論文30余篇，其中被SCI檢索16篇，引用達40余次，EI檢索5篇，獲得軟件著作權5項。2010年入選廣東省第六批“千百十”人才計劃校級培養(yǎng)對象。

膜蛋白在各種重要的生物學過程中起著關鍵的作用，轉運蛋白是膜蛋白中重要的組成部分，大多數(shù)代謝上重要的分子和無機離子都通過細胞膜上的轉運蛋白進行輸運。實驗上通過結構解析可以得到轉運蛋白瞬態(tài)的靜態(tài)結構，但轉運過程往往伴隨著明顯的構象變化。傳統(tǒng)的方法是通過分子動力學來進行平衡態(tài)的模擬，由于體系巨大，模擬的時間尺度一般在數(shù)十納秒左右，而膜轉運蛋白的實際轉運過程尺度往往達到上百微秒量級（1微秒=1000納秒）。因此，對膜蛋白的變構轉運模擬仍然具有極大的挑戰(zhàn)性。

該項研究采用計算的方法模擬了同向共轉運蛋白FucP轉運變構過程。實驗僅解析了FucP的外開口結構，為了實現(xiàn)全過程模擬，作者首先采用結構模建的方法構建了內開口狀態(tài)的FucP。通過采用疊代的粗粒化網(wǎng)絡方法，計算模擬了膜蛋白FucP從外開口結構向內開口結構變化的過程。該項研究與之前分子動力學的平衡態(tài)分析結果一致，同時展示了分子動力學模擬難以達到的整個轉運的構象變化過程。這種粗?；挠嬎隳M方法可以為膜蛋白的轉運機制研究提供幫助。

該研究工作得到國家自然科學基金委項目(11047183)、廣東高校優(yōu)秀青年創(chuàng)新人才培育項目(LYM10042)和華南農業(yè)大學校長基金項目(5600-k09325)資助。