10月7日，清華大學醫學院顏寧教授與德國德累斯頓工業大學斯蒂芬·格勒爾(Stephan Grill)教授共同獲得賽克勒國際生物物理獎(The Raymond & Beverly Sackler International Prize in Biophysics)。顏寧的獲獎理由為“對包括具有里程碑意義的人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1在內的關鍵膜蛋白的結構生物學研究做出突出貢獻”。頒獎典禮將于12月15日在以色列特拉維夫大學舉行。

顏寧教授自2007年10月回國組建實驗室以來，一直致力于結構生物學中最富挑戰的領域之一——膜蛋白的結構與功能研究，并在短短8年內取得了一系列杰出成就。2014年，她率領的團隊在世界上首次解析了人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的三維晶體結構，2015年進一步獲得了具備更多構象的GLUT3結合底物和抑制劑的超高分辨率結構，從而清晰地揭示了葡萄糖跨膜轉運這一基本細胞過程的分子基礎。此外，她還對離子通道結構生物學領域做出重要貢獻，解析了電壓門控鈉離子通道的晶體結構，最近又利用最新冷凍電鏡技術獲得了最大鈣離子通道RyR1的高分辨率結構。

葡萄糖是地球上各種生物最重要、最基本的能量來源，也是人腦和神經系統最主要的供能物質，并且作為前體參與合成其他生命組成大分子。但高度親水的葡萄糖分子無法自由通過疏水的生物膜，其進出細胞需要依靠膜上的轉運蛋白完成。主要協同轉運蛋白超家族中的葡萄糖轉運蛋白GLUT在此過程中至關重要。與此前解析的GLUT1處于向胞內開放的結構相比，顏寧研究組解析的3種高分辨率晶體結構中，GLUT3與底物分子葡萄糖的復合物晶體結構處于朝向胞外閉合的狀態，分辨率高達1.5埃，是目前為止分辨率最高的轉運蛋白結構，GLUT家族蛋白通過交替開放轉運底物的整個過程也更加完善。

據介紹，轉運蛋白GLUT1幾乎存在于人體每一個細胞中，是大腦、神經系統、肌肉等組織器官中最重要的葡萄糖轉運蛋白，對于維持人的正常生理功能極為重要，一方面，如果轉運蛋白GLUT1功能部分缺失，將會使細胞對葡萄糖吸收不足而導致大腦萎縮、智力低下、發育遲緩、癲癇等系列疾病，并會因葡萄糖不能及時為人體利用消耗而導致血糖濃度的異常升高。另一方面，轉運蛋白GLUT1在癌細胞的新陳代謝過程中也發揮著重要功能。

葡萄糖在缺乏氧氣的腫瘤細胞中進行的是無氧代謝。在腫瘤細胞中，同質量葡萄糖所提供的能量不到正常細胞的10%，因此對葡萄糖的需求劇增。目前在很多種類的腫瘤細胞中，都觀測到GLUT1的超量表達，以攝入大量葡萄糖維持腫瘤細胞的生長擴增。如此一來，GLUT1的表達量可能作為檢測癌變的一個指標。研究葡萄糖轉運蛋白結構功能的意義是值得肯定的，畢竟該蛋白的功能異常與許多人類重大疾病有關系。在已知的人類遺傳疾病中，導致GLUT1功能異常的突變會影響葡萄糖的正常吸收，導致大腦萎縮、智力低下、發育遲緩、癲癇等一系列疾病。有專家指出，雖然GLUT1蛋白質的結構已被解析出來，但基于結構的藥物設計、研發、臨床前及臨床試驗等尚未開始，還有大量工作要做.

據介紹，該項成果不僅是針對葡萄糖轉運蛋白研究取得的重大突破，同時為理解其他具有重要生理功能的糖轉運蛋白的轉運機理提供了重要的分子基礎，揭示了人體內維持生命的基本物質進入細胞膜轉運的過程，對于人類進一步認識生命過程具有重要的指導意義。

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