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Nature丨SLC35B1介导的内质网ATP转运机制

BioArt  · 公众号  · 生物  · 2025-06-04 17:00

主要观点总结

文章介绍了SLC35B1的功能与结构解析,该蛋白属于核苷酸糖转运蛋白家族,被研究发现在内质网膜上作为ATP/ADP交换器的作用,对细胞生长至关重要。文章详细描述了其结构特点和转运机制,包括其结合位点的残基和门控螺旋的构象变化,以及腺嘌呤基的疏水识别等。此外,文章还涉及内质网的功能和其他相关研究的引用文献。

关键观点总结

关键观点1: SLC35B1的功能与结构解析

SLC35B1属于核苷酸糖转运蛋白家族,被研究发现在内质网膜上作为ATP/ADP交换器的作用。它通过底物逐步移动完成ATP的转运过程,对细胞生长至关重要。

关键观点2: SLC35B1的结构特点

SLC35B1采用典型的DMT折叠形式,由两个四跨膜螺旋束组成。其结合位点靠近胞质一侧,具有结合ATP和ADP的能力,并表现出独特的底物识别方式。

关键观点3: SLC35B1的转运机制

SLC35B1通过精细调控结合位点残基和门控螺旋的构象变化,实现ATP与ADP的高效转运。其中,对腺嘌呤基的疏水识别为其底物选择性提供了结构基础。

关键观点4: 文章涉及的其他研究内容

文章还介绍了内质网的功能和其他相关研究,包括内质网在免疫球蛋白结合蛋白介导的蛋白折叠和ER相关降解等关键过程的作用,以及内质网腔内的ATP参与糖蛋白的运输和MHC I类分子的加工与转运等。


正文

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4 。虽然此前在大肠杆菌中过表达 SLC35B1 显示其具备 ATP/ADP 交换能力,但相关的动力学参数尚不充分,且其是否参与转运其他底物仍存在争议。

SLC35B1 的功能鉴定与结构解析

研究人员通过热变性实验发现,人源 SLC35B1 ATP ADP 存在时其热稳定性显著增强,说明该蛋白能够特异性结合这两种核苷酸,而对 AMP UDP- 半乳糖的结合能力较弱。核磁共振实验进一步证实了其结合特异性。将 SLC35B1 重构入人工脂质体后,实验显示该蛋白可高效介导 ATP ADP 的交换转运,且二者之间存在竞争性抑制作用,支持其作为内质网膜上 ATP/ADP 交换器的功能。转运参数方面, SLC35B1 ATP 的亲和力 Km 约为 3.4 μ M 和转运速率 kcat 约为 12 / 分钟) 与内质网微粒体的 ATP 摄取数据一致,且其转运效率远高于 ER ATP 依赖的分子伴侣 BiP CRISPR - Cas9 敲除筛选结果表明, SLC35B1 是维持细胞生长所必需的关键 SLC 转运蛋白之一,凸显了其重要作用。结构研究方面,由于 SLC35B1 分子量较小,研究 人员 开发了专门识别其柔性环区的单克隆抗体,并构建了 Fv MBP 融合标签,成功稳定复合物并获得分辨率约为 3.4 Å 的冷冻电镜结构。该结构显示 SLC35B1 采用典型的 DMT 折叠形式,由两个四跨膜螺旋束组成,其中第 4 跨膜螺旋 TM4 断裂为 TM4a TM4b ,形成一个朝向胞质侧开放的大腔体,这是 NST 家族首次捕获的此类构象。腔体闭合由 TM1 TM4a TM9 的保守极性残基通过氢键稳定。通过突变筛选,研究人员 发现 Q113F 突变显著增强了 SLC35B1 的热稳定性和 ATP 结合能力,尽管转运活性略有下降,但该突变体的结构分辨率提高至约 3.0 Å ,使 ATP 模拟物 AMP PNP 在结合位点中的环状构象得以清晰解析。

SLC35B1 核苷酸结合与转运机制

随后, 研究人员进一步解析了 SLC35B1






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