近日，清华大学医学院颜宁教授带领的科研团队在膜蛋白结构研究领域取得了重要突破。团队历时一年半，成功解析了大肠杆菌岩藻糖转运蛋白（FucP）的晶体结构，并结合生化实验揭示了其工作机制。这一研究成果于2023年发表在国际顶级学术期刊《自然》上，题为“结构揭示岩藻糖转运蛋白的外向开放构象”。

膜蛋白是嵌入细胞膜的蛋白质，承担物质运输、信号传递等关键生理功能，但其疏水性极大增加了纯化和结晶的难度，成为结构生物学中的一大难题。自1985年首个膜蛋白结构被解析以来，全球已公布的结构中，膜蛋白仅占少数，且新型膜蛋白结构的发现尤为稀缺，限制了对其功能机制的深入理解。

该研究团队的研究始于2008年，当时大三学生党尚宇加入颜宁实验室，半年内掌握了基础实验技能。随后，他与同学孙林峰合作，从大肠杆菌中表达并纯化出岩藻糖转运蛋白（FucP），并尝试进行结晶。初期获得的晶体衍射数据质量较差，分辨率不足，团队不断优化纯化和结晶条件，经过14个月的努力，终于在2009年10月获得了高质量晶体，成功解析出分辨率为3.2埃的外向开放构象结构。

然而，结构解析后，功能验证遇到瓶颈：转运活性检测显示蛋白未表现出预期的功能。研究团队的研究生黄永鉴发现，实验中溶液未彻底清洗、温度控制不当以及滤膜孔径不匹配等问题影响了实验结果。经过修正，团队成功验证了FucP的岩藻糖转运活性，并阐明了其质子偶联的协同转运机制，为理解岩藻糖的细胞摄取提供了重要的结构基础和机制解释。

颜宁强调，科研成功的关键在于细节的严谨把控和持续的思考。党尚宇和孙林峰表示，理解仪器原理、避免机械操作失误、在遇到困难时保持冷静分析，是突破瓶颈的关键。清华大学结构生物学研究中心为年轻科研人员提供了稳定的支持环境，推动了多项膜蛋白结构的解析，相关成果多发表于《自然》和《科学》等顶级期刊，展现了“低龄化”科研团队的强大创新能力。

颜宁评价团队成员为“崭露头角的青年科学家”，并鼓励他们积极参与学术争论。这项研究不仅推动了膜蛋白结构生物学的发展，也为我国培养了一批具有国际竞争力的青年科研人才，为未来相关基础研究奠定了坚实基础。