来自清华大学生命科学学院、医学院以及普林斯顿大学Lewis Thomas实验室的研究人员合作，解析了一种重要转运因子的蛋白结构。该结构的6个跨膜区域以此前未报道的新型折叠方式呈现，这一发现对于理解核黄素（维生素B2）的运输机制及其生物学功能具有重要意义。相关研究论文发表于国际顶级期刊《自然》（Nature）。

文章的通讯作者为清华大学生命科学学院院长施一公教授。施一公研究组长期致力于运用结构生物学和生物化学手段研究肿瘤发生和细胞凋亡的分子机制，重点关注肿瘤抑制因子、细胞凋亡调节蛋白的结构与功能，以及重大疾病相关膜蛋白和胞内生物大分子元件的结构与功能。另外两位作者分别为王佳伟（Jiawei Wang）和张鹏（Peng Zhang）。

该研究组近期发现了一类重要的蛋白——能量耦合因子（energy-coupling factor, ECF）转运蛋白。这类蛋白负责原核生物对微量营养元素（如维生素）的摄取。每个ECF转运因子包含一个嵌入细胞膜、能结合底物的蛋白结构——S组件。S组件是能量耦合的关键部件，由两个ATP结合蛋白和一个跨膜蛋白组成。然而，此前该结构的具体构架及运输机制尚不清楚。

在本研究中，研究人员确定了金黄色葡萄球菌核黄素转运因子S组件RibU的X射线晶体结构，分辨率为3.6 Å。结构显示，RibU包含6个跨膜区域，这些区域以一种此前未见报道的方式折叠。核黄素结合在L1环和几个跨膜片段的周质部分上。这种“膜嵌入基质结合域”结构揭示了一种保守的蛋白结构特征，并阐明了ECF转运因子的运输机制。

膜蛋白的结构生物学研究一直是结构生物学领域的重点和难点。自1985年首个膜蛋白结构问世以来，当时仅有不到200个生物大分子结构被解析。而如今，尽管PDB数据库收录了近7万个生物大分子结构，但膜蛋白结构仍不足700个，其中新型膜蛋白结构仅250多个，足见其研究难度。清华大学结构生物学中心在过去两年间相继报道了3个新型膜蛋白的4个晶体结构，因其创新性和重要性，四篇学术论文全部发表于《自然》或《科学》，为我国膜蛋白结构生物学研究作出了重要贡献，并获得了国际结构生物学领域的广泛关注。