我国科学家姜道华带领中国科学院物理研究所团队，与生物物理所、清华大学合作，成功解析了人体胆汁酸转运蛋白OSTα/β的三维结构。这一成果不仅揭示了胆汁酸在脂肪消化和吸收中的重要作用，还为相关疾病的诊疗提供了新的思路。脂肪消化与吸收是生命活动的重要过程，而胆汁酸在这个过程中扮演着关键的乳化剂角色。 人体通过高效的肝肠循环系统回收再利用胆汁酸，这个过程依赖于关键分子机器的精确运作。我国科学家最近在这个领域取得了里程碑式的进展。通过运用高分辨率冷冻电镜技术，他们成功解析了OSTα-OSTβ复合物的三维结构，并深入阐释了其独特的工作机制。这一成果被《自然》杂志接受发表，标志着我国在膜转运蛋白基础研究领域取得了重大突破。 胆汁酸由肝脏合成后，被排入肠道负责乳化脂肪促进吸收。随后约95%的胆汁酸在回肠末端被重吸收，并通过门静脉返回肝脏形成循环。这个循环不仅节约能量还有助于维持体内胆固醇与脂质稳态。OSTα/β蛋白位于肠道上皮细胞基底膜侧负责将重吸收的胆汁酸泵入门脉循环。如果这个蛋白功能障碍就会导致肝肠循环中断引发一系列严重疾病。 长期以来，国际学界一直对OSTα/β蛋白具体结构和转运机制知之甚少。这个团队在研究中首次清晰揭示了OSTα/β蛋白精确组装形式。他们发现功能性OSTα/β由两个亚基组成异源四聚体结构。这个稳定四聚体结构是其高效转运功能的基础。 研究还揭示了OSTα/β不同于已知多数转运蛋白的工作机制。传统溶质载体蛋白家族采用交替访问模型需要消耗大量能量而OSTα/β则采用滑梯模型构建了亲水通道。胆汁酸分子可以顺着通道进行被动扩散不需要消耗ATP能量非常高效。 这项研究为胆汁酸代谢相关疾病诊断和治疗带来了新希望。科学家可以通过分析突变如何影响蛋白结构和功能从而实现精准诊断和干预策略设计。结构解析也为开发靶向OSTα/β药物奠定了基础例如小分子激动剂和抑制剂等药物可以调节胆汁酸转运功能改善相关疾病患者生活质量。 中国科学院团队在《自然》上发表的这一成果展示了中国科学家在基础科学研究领域取得重大突破的能力并推动了精准医疗发展对于健康中国战略乃至全球人类健康事业做出了贡献。