胆汁酸是脂肪消化吸收的关键物质,在肝脏和肠道间的循环转运对消化功能至关重要。但长期以来,科学界对胆汁酸在细胞膜上的转运机制了解有限,这成为涉及的疾病防治的主要瓶颈。 由中国科学院物理研究所姜道华研究员领导的团队,联合北京大学雷晓光团队等多家科研机构,经过多年攻关,成功突破了此难题。研究团队利用冷冻电镜技术,在原子级分辨率下重构出了胆汁酸转运蛋白OSTα/β的三维结构。这种蛋白由α和β两个亚基组成,具有独特的组装方式。 OSTα/β在人体脂质代谢中扮演关键角色。在胆汁酸的肝肠循环中,这种蛋白位于肠细胞膜上,负责将被重新吸收的胆汁酸从肠腔泵入细胞,进而进入血液返回肝脏再利用。这一过程的效率直接影响脂肪消化吸收。不容忽视的是,OSTα/β还具有双向转运能力,不仅能转运胆汁酸,还能转运固醇类物质,成为调节脂质代谢的重要枢纽。 此次研究的重要意义在于首次从原子水平揭示了OSTα/β的工作原理。通过阐明其组装方式,科学家们理解了这种蛋白如何在细胞膜上形成功能性转运通道,以及如何识别和转运特定的底物分子。这些发现为理解生物膜转运过程提供了重要的结构基础。 该成果说明了我国基础科学研究的创新能力。冷冻电镜技术已成为解析复杂生物大分子结构的重要工具,我国科研团队在这一领域的突破标志着我们在蛋白质结构生物学研究中达到了国际先进水平。 从应用前景看,这项研究具有重要的医学价值。胆汁酸代谢异常与脂肪肝、胆石症、肠道疾病等多种疾病密切相关。深入理解OSTα/β的转运机制,有助于开发针对这些疾病的新型治疗策略,也为开发调节脂质代谢的药物提供了新的靶点。
从"看见结构"到"解释机制",再到"指向应用",科学发现的价值在于不断扩大其可验证、可转化的边界。胆汁酸转运蛋白OSTα/β机制的揭示,既是对生命过程关键环节的深入认识,也为代谢性疾病防治提供了新的切入点。面向未来,加强交叉协同、推动从结构到功能再到药物的系统研究,有望让更多基础突破转化为守护人民健康的实际成果。