《MFS家族膜轉運蛋白轉運機理的研究》是依託清華大學，由龔海鵬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：MFS家族膜轉運蛋白轉運機理的研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：龔海鵬
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
MFS家族是已知最大的一個膜轉運蛋白家族，參與多種必要的生理活動。理解MFS家族轉運蛋白的轉運機理是非常重要的。根據目前的理論，MFS家族轉運蛋白通常在兩種主要構象間切換。這兩種構象分別為面向細胞外開放和面向細胞內開放的構象，分別用於攝取和釋放被轉運物質。已知結構的MFS家族蛋白多為向內開放的構象。岩藻糖轉運蛋白FucP（fucose permease）是數月前剛解析出結構的MFS家族成員。FucP同時轉運L-fucose和質子。由於FucP具有向外開放的構象，這一結構有助於人們理解MFS家族蛋白的機理。本項目計畫由FucP的晶體結構出發，使用分子動力學模擬技術，根據理論計算和分析，結合生化實驗，研究FucP的分子轉運機理，即FucP是如何通過構象變化完成對質子和L-fucose的共轉運。另外，本項目還計畫研究造成FucP底物選擇性的分子機理。
結題摘要
MFS家族是已知最大的一個膜轉運蛋白超家族，參與多種必要的生理活動。因此，深入理解MFS家族轉運蛋白的轉運機理非常重要。目前廣泛認為，MFS家族轉運蛋白通常在兩種主要構象間切換。這兩種構象分別為面向細胞外開放和面向細胞內開放的構象，分別用於攝取和釋放被轉運物質。岩藻糖轉運蛋白FucP（fucose permease）是MFS家族成員中第一個解析出對胞外開放構象的蛋白。該蛋白共轉運質子和L型岩藻糖（L-fucose），並利用前者的電化學梯度完成後者在細胞內的積累。本項目中，我們使用分子動力學模擬技術研究FucP的分子機理。根據計算機模擬和相關理論計算，結合生化實驗結果，我們發現FucP利用了一個酸性殘基Glu135偶聯質子結合和蛋白構象變化。具體而言，Glu135結合質子後，可以觸發FucP從對胞外開放構象轉化為對胞內開放構象，從而完成對質子和L-fucose的共轉運。另外，本項目還研究了MFS家族另外兩個成員木糖轉運蛋白XylE（xylose transporter）和葡萄糖轉運蛋白Glut1（glucose transporter）的工作機理。
