膜蛋白的研究是现代生物学的前沿领域,对药物开发和植物基因工程具有重要推动作用。来自耶路撒冷希伯来大学和德国马普研究所的研究人员最近揭示了膜蛋白NhaA的结构,相关成果发表在《自然》杂志上。
参与该项目的包括希伯来大学生命科学学院的Etana Padan教授以及1988年诺贝尔化学奖得主Hartmut Michel教授。他们成功从细菌中分离出编码NhaA的基因,并大量获得活性状态的NhaA蛋白,为解析其结构奠定了基础。NhaA蛋白对维持细胞体积和细胞内盐分平衡及酸碱度稳态至关重要。
细胞膜是物质进出细胞的通道,许多物质难以直接渗透,因此膜蛋白充当了运输载体。目前超过60%的药物直接靶向膜蛋白,因为其部分暴露于细胞外,便于药物分子结合。为揭示NhaA结构,研究人员利用蛋白质三维晶体衍射技术,在法国格勒诺布尔和瑞士苏黎世的同步辐射光源下完成数据收集。Padan教授表示,他们发现NhaA蛋白中心有一个宽大的漏斗状区域,其开口朝向细胞内,可结合钠离子或氢离子。在该结合位点附近,两条肽链交联形成独特结构,被认为是蛋白活性的基础。该蛋白利用细胞内反应释放的能量,充当分子泵,其活性受细胞内酸碱度调控。