当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

清华大学药学院陈立功团队合作揭示人核黄素转运蛋白的结构和转运机制

2025/05/09

近日,清华大学药学院陈立功团队与中国科学院物理研究所、东北农业大学等多单位合作,在研究中首次解析了人源核黄素(维生素B2)转运蛋白RFVT2和RFVT3与核黄素复合物的冷冻电镜结构,揭示了核黄素识别和转运的分子机制,为理解相关生理过程和疾病机制提供了关键结构基础

核黄素(维生素B2)作为许多酶的关键辅助因子前体,在细胞生长和功能中发挥着不可或缺的作用。人体无法自身合成核黄素,其摄取、分布和代谢依赖于三种核黄素转运蛋白(RFVT1-3)。然而,科学界对于这些转运蛋白如何识别和转运核黄素,以及RFVT3在低pH下活性增强的机制此前并不清楚。

研究团队首先对RFVT2和RFVT3的功能特性进行了深入研究,发现它们虽对核黄素具有相似的特异性,但pH依赖性存在明显差异。为了进一步探究其结构基础,研究团队创新性地利用GFP和纳米抗体作为标记,成功解析了RFVT2处于外向封闭状态、RFVT3处于内向开放状态时与核黄素复合物的高分辨率冷冻电镜结构。通过结构分析和定点突变实验,明确了核黄素在转运蛋白中的结合位点及关键相互作用残基,还发现了RFVT3中两个酸性残基D119和E145决定其pH 依赖性活性的重要机制。

清华大学药学院陈立功团队合作揭示人核黄素转运蛋白的结构和转运机制

图1.RFVTs识别和转运核黄素机制。A-C.RFVTs向外和向内构象分析;D-E.pH5.5和pH7.5条件下RFVT2和RFVT3对核黄素的摄取曲线;F.RFVTs摄取核黄素的pH依赖活性;G-H.pH5.5和pH7.5条件下RFVT3-E145Q和D119C突变体对核黄素的摄取曲线

此外,研究人员通过分子动力学模拟,深入探讨了核黄素结合引起的构象变化以及其在不同状态下的结合自由能差异。基于这些研究结果,团队提出了RFVTs转运核黄素的“rocker-switch”机制,完善了对其转运过程的理解。

清华大学药学院陈立功团队合作揭示人核黄素转运蛋白的结构和转运机制

图2. RFVTs转运核黄素示意图

该研究揭示了人源核黄素转运蛋白的结构和转运机制,为深入理解核黄素代谢相关生理过程和疾病发生机制提供了理论依据,还为以RFVTs为靶点的药物研发开辟了新的方向,有望为相关疾病的治疗带来新的策略。

相关研究成果以“人核黄素转运蛋白的结构和转运机制”(Structure and transport mechanism of human riboflavin transporters) 为题,于5月1日发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。

中国科学院物理研究所姜道华研究员、清华大学药学院陈立功教授和东北农业大学姜巨全教授为论文共同通讯作者;东北农业大学和中国科学院物理研究所联合培养博士生王柯、中国科学院物理研究所博士后陈慧文、清华大学药学院陈立功课题组博士后程丽丽(已出站)、北京大学现代农业研究院研究员赵珺、北京望石智慧科技有限公司黄博为论文的共同第一作者。研究得到国家自然科学基金、北京市科学技术委员会、科技部重点研发计划等项目的资金支持,清华大学药学技术中心提供了质谱测试。


版权声明:
文章来源清华大学,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

2026年智慧教育与数据挖掘国际学术会议(SEDM 2026)(2026-06-27)

2026仪器仪表、先进材料与智能制造国际会议(ICIAMIM 2026)(2026-07-02)

2026年第五届机器学习、云计算与智能挖掘国际会议(2026-07-10)

2026年IEEE第三届先进机器人, 自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2026)(2026-07-24)

第六届互联网技术与教育信息化国际学术会议 (ITEI 2026)(2026-07-24)

第五届航空航天工程与系统国际研讨会(ISAES 2026)(2026-07-24)

第十届教育、管理与社会科学国际学术会议 (ISEMSS 2026)(2026-07-24)

第六届电气工程与机电一体化技术国际学术会议(ICEEMT 2026)(2026-07-24)

第五届能源与电力系统国际学术会议 (ICEEPS 2026)(2026-07-24)

第九届声学、振动、噪声控制国际研讨会(CAVNC 2026)(2026-08-07)

2026年科技创新、仿真模拟与计算机技术国际会议(TISCT 2026)(2026-6-7)

2026年环境工程与工业制造国际会议(ICIMEE 2026)(2026-7-8)

2026年人文艺术、社会发展与教育创新国际会议(HASDEI 2026)(2026-8-15)

2026年边缘计算、优化算法与分布式系统国际会议(ECOADS 2026)(2026-7-26)

2026年医药领域与生物技术应用国际会议(ICPBA 2026)(2026-7-23)

2026能源物联网与数字孪生国际会议(EITDT 2026)(2026-7-25)

2026年轨道交通、机电一体化与智能控制国际会议(ICRTM 2026)(2026-7-28)

2026目标检测、跟踪与精密仪器国际会议(TDTPI 2026)(2026-6-29)

2026年城市建设与经济发展国际会议(ICEDUC 2026)(2026-7-4)

2026年计算机网络、光通信与电子技术国际会议(INOET 2026)(2026-7-2)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。
综合推荐区