美国贝勒医学院周鸣教授访问生物物理所并做贝时璋讲座

  • 生物物理所研究生部 (中国科学院生物物理研究所)
  • 创建于 2018-04-13
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  2018年4月9日,应中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室柳振峰究员的邀请,美国德克萨斯州贝勒医学院生物化学和分子生物学系的周鸣(Ming Zhou)教授来生物物理研究所访问,并做题为“Elevators in cell membrane:transporters in motion”的贝时璋讲座报告。

  周鸣教授紧扣贝时璋讲座专题,从贝先生的细胞重建学说引出自己的报告内容,介绍了细胞膜上的三大类常见的转运蛋白:passive uniporters、ion-coupled transporters和ABC transporters,以及第四类由磷酸化驱动的含多元组分的phosphoenolpyruvate:carbohydratephosphotransferase(PTS)系统。在细菌细胞中,该系统通过位于膜上的EIIC组份介导糖类分子的跨膜转运过程,而EIIC蛋白转运底物分子过程中的构象变化机理有待系统深入的研究来揭示。

  周鸣教授课题组多年来通过结构与功能相结合的方法研究EIIC蛋白的转运机理,报告中首先展示了他们在国际上率先解析的Bacillus cereus(蜡样芽胞杆菌)来源的EIIC蛋白(bcChbC)的晶体结构。研究发现该蛋白中包含二聚化结构域和转运结构域,其转运结构域中含有一个内向开口的底物结合口袋。此后,他们又通过脂立方相(LCP)的方法解析了转运麦芽糖的bcMalT蛋白处于外向开口(outward facing)状态的2.6 Å分辨率晶体结构。bcMalT和bcChbC同为EIIC家族蛋白,具有相似的折叠方式和拓扑结构,但处于不同的构象状态。进一步,通过同源建模预测与汞离子(Hg2+)介导的二硫键交联实验相结合的方法,他们捕捉到了处于内向开口状态的bcMalT蛋白,并通过不懈努力解析了其三维结构。对处于外向和内向开口两种不同构象态的bcMalT进行对比分析,发现其转运结构域相对于二聚化结构域发生了显著的刚体状构象变化,包含一个44°的旋转和9 Å的纵向位移。紧接着,他们通过单分子荧光共振能量转移(smFRET)的方法在溶液中同时检测到了这两个构象状态,与结构观察到的结果相一致。

  最后,周鸣教授总结了这一系列EIIC蛋白结构功能研究结果,提出了EIIC蛋白介导的糖类分子跨膜转运机制模型。周鸣教授的报告内容丰富,逻辑严谨,思路清晰,方法多元,引人入胜。在报告的启发下,与会的听众们积极提问,与周鸣教授就EIIC相关的科学问题进行了深入的探讨和交流,报告现场十分活跃,充满了浓郁的学术氛围。报告结束后,许瑞明所长代表所里赠予周鸣教授贝时璋讲座纪念品并与大家一起合影留念。

周鸣教授讲座

责任编辑:黄巧