據(jù)2016年5月30日《人民日?qǐng)?bào)》報(bào)道,清華大學(xué)顏寧課題組與中國(guó)疾控中心及中科院微生物組高福課題組合作,首次解析出NPC1蛋白的清晰結(jié)構(gòu),并分析了NPC1和NPC2兩個(gè)蛋白協(xié)作介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)制,為理解NPC1介導(dǎo)埃博拉病毒入侵的分子機(jī)制提供了分子基礎(chǔ),從而為干預(yù)、治療罕見遺傳疾病“尼曼-皮克病”和埃博拉病毒打開了新大門。相關(guān)研究論文發(fā)表于《細(xì)胞》雜志。
“尼曼-皮克病”是一類因?yàn)槟懝檀?、鞘磷脂等脂類代謝失常而導(dǎo)致的罕見遺傳疾病,目前還沒有有效的治療手段。NPC1異常是C型“尼曼-皮克病”的主要致病因素。過去近20年的遺傳和生化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),NPC1蛋白是膽固醇在人體細(xì)胞內(nèi)不可或缺的搬運(yùn)工。如果NPC1發(fā)生突變,會(huì)導(dǎo)致膽固醇在溶酶體中的異常堆積,從而可能導(dǎo)致病人肝臟、腎臟、脾臟甚至腦部的脂類過量積累,使這些器官發(fā)生病變,并可能致死。而要解開NPC1突變會(huì)使膽固醇不能正常代謝的謎團(tuán),獲取NPC1的清晰結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵一步。
結(jié)果顯示,NPC1是一個(gè)由1278個(gè)氨基酸組成并含有13次跨膜螺旋的膜蛋白。研究人員開發(fā)了一種新型的“隨機(jī)相位3D分類”電鏡數(shù)據(jù)處理方法,將這一并不十分穩(wěn)定的單體膜蛋白結(jié)構(gòu)解析到4.4 ?,并且在結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過生化分析初步揭示NPC1和NPC2相互識(shí)別轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇的分子機(jī)制。此外,解析出NPC1與GPcl結(jié)合體分辨率為6.6 ?的冷凍電鏡結(jié)構(gòu),從而為進(jìn)一步研究NPC1介導(dǎo)的埃博拉病毒入侵機(jī)制和如何通過破壞這一識(shí)別界面進(jìn)行干預(yù)提供了分子基礎(chǔ)。