近日，华南农业大学信息学院常珊博士课题组在国际权威期刊《软物质》（Soft Matter）发表了关于大肠杆菌岩藻糖（L-fucose）转运蛋白FucP构象变化及其转运过程的计算模拟研究。

膜蛋白在细胞生物学中扮演关键角色，尤其是转运蛋白，它们负责将多种代谢分子和无机离子跨膜运输，维持细胞内环境稳态。虽然实验结构解析技术能够捕获转运蛋白的瞬态静态构象，但转运过程中蛋白质的动态构象变化复杂且难以直接观测。传统分子动力学模拟受限于计算资源，通常只能覆盖数十纳秒的时间尺度，而膜蛋白实际的转运过程可能长达上百微秒，造成模拟时间尺度与生物过程时间尺度的巨大差距。

本研究创新性地采用了迭代粗粒化网络方法，模拟了FucP蛋白从外开口到内开口状态的构象转变过程。由于实验仅获得了FucP的外开口结构，研究团队首先通过结构建模技术构建了内开口构象模型。随后，结合粗粒化模拟方法，成功再现了FucP转运过程中的关键构象变化，弥补了传统分子动力学模拟时间尺度的不足。

该方法不仅验证了此前分子动力学平衡态模拟的结果，还首次展示了FucP蛋白完整的转运构象变化轨迹，为膜蛋白转运机制的深入理解提供了新的计算工具和理论支持。

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号11047183）、广东高校优秀青年创新人才培育项目（LYM10042）及华南农业大学校长基金（5600-k09325）的资助。