美国布鲁克海文国家实验室的研究人员近日首次成功提纯了一种与锌摄入相关的特定蛋白,并初步揭示了其在锌摄入过程中的作用机理。相关研究成果已发表在最新一期的《生物化学期刊》上。
研究人员确认了一类能够促进细胞对锌摄入的蛋白家族,并将其命名为ZIP蛋白。关于ZIP蛋白的作用机制,传统观点认为其像泵一样将锌通过细胞膜吸入细胞内部。然而,这项最新发现让研究人员认为ZIP蛋白“更像是一扇门”。
在这项研究中,科学家们首先对ZIP蛋白进行了提纯和浓缩,以确保细胞对锌的摄入仅受到ZIP蛋白的影响。通过检测锌摄入过程中锌浓度、温度、酸度及电荷的变化,研究人员发现,在锌摄入过程中存在电扩散现象,锌离子从高浓度区域向低浓度区域扩散,并改变其所在空间的电荷数。当细胞摄入一定量的锌离子后,电荷平衡被打破,浓度梯度逐渐减弱,最终导致细胞停止摄入锌。
在对其他类似金属离子的特定吸收蛋白进行研究后,研究人员认为ZIP蛋白能够根据锌的配位化学构型打开一个特定的通道,使锌离子得以扩散进入细胞。
下一步,研究团队计划通过结晶ZIP蛋白,并从原子水平上进行检测,以验证这一结论。