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细胞中的磷酸酶具有重要的调控作用,参与了包括葡萄糖转运、脂质代谢和信号传导在内的多种细胞功能。
磷脂酸磷酸酶Ⅱ(PAP2)是一类能将底物去磷酸化的蛋白家族,而大肠杆菌PgpB(phosphatidylglycerol-phosphate phosphatase B)是这个家族中的一个重要成员。PgpB不仅能够催化去除脂质底物末端的磷酸基团,而且是许多亲水小分子跨膜转运所必需的蛋白,与人体内具有多种生理作用的葡萄糖-6-磷酸酶同源,
中科院生物物理所的张凯教授领导研究团队,通过X射线晶体学技术解析了PgpB的结构,分辨率达到了3.2 Å。这一成果提前发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志的网站上。
研究人员在晶体结构的基础上发现,PgpB与可溶性PAP2酶具有类似的拓扑折叠和几乎相同的活性位点。由此可见,PAP2家族中的膜整和成员和可溶性成员具有同样的催化机制。不过二者的底物结合机制存在根本上的差异。
随后,研究人员向PgpB中引入一系列点突变,并且分析了这些突变体的热稳定性和酶活性。由此,他们提出了PgpB对脂质底物的识别机制。
在人体内的血糖浓度调控和内稳态维持中,葡萄糖-6-磷酸酶具有非常关键的作用。而这项研究将有助于人们进一步理解这种酶的功能。此外,PgpB的三维结构还为人们提供了研究真核PAP2酶的重要模型。
作者简介:
张凯 博士 研究员 博士生导师
国家“千人计划”获得者
中科院生物物理所,生物大分子国家重点实验室副主任,创新课题组组长
教育经历:
1982年 毕业于四川大学物理系,获理学学士学位;1984年 毕业于中国科学院生物物理研究所,获理论生物物理学硕士;1992年 毕业于美国俄勒冈大学,获生物物理学博士;1992-1995年 美国俄勒冈大学霍华德·休斯医学研究所,博士后
任职经历:
1995-2009年,美国俄克拉荷马州医学研究基金会助理研究员、副研究员、研究员;2004-2009年,中国科学院生物物理研究所客座教授;2010-今,中科院生物物理所蛋白质国家重点实验室教授;2010年入选国家“千人计划”;2011-今,生物大分子国家重点实验室副主任
张凯研究员长期从事蛋白质结构生物学研究。现已发表学术论文逾九十篇。代表性研究成果见于Nature、Science、Nature Structural and Molecular Biology、EMBO Journal及Genes and Development 等学术期刊。
研究方向:跨膜转运蛋白MFS晶体结构研究、G蛋白偶联受体(GPCR)家族信号转导机理研究