该研究结果是Bj?rn panyella pedersen副教授分子生物学和遗传学研究小组早期研究的延续。在这一领域取得进展的主要挑战是获得不同构象的STps结构。
博士生和第一作者Laust bavnhj解释道:“STps是高度动态的膜蛋白，在运输过程中经历了巨大的构像变化。这种灵活性提出了一个巨大的挑战，因为需要构象稳定，以促进结构解决x射线晶体学。这一挑战加剧了，因为我们需要一种非常特殊的结构来回答我们的问题。基于我们之前的工作，我们可以设计出突变体来破坏外部构象。这使我们能够打破“构象死水”，并将我们的蛋白质推向一个新的面向内部的构象。
这项新研究报告了拟南芥STp10的两个晶体结构。这些结构代表了理解底物和质子共转穿过细胞膜进入细胞的完整画面所需要的两种主要状态。
结构和动态携手
在与奥胡斯大学化学系Birgit schitt教授团队的合作中，研究人员还使用了最先进的分子动力学模拟，采用多种独立的方法来支持质子结合的概念。结构和分子动力学，结合STp10的全面生化特性，提供了基于明确的葡萄糖结合位点与明确的质子结合位点的糖摄取机制的证据。总之，这些发现为所有STps和其他相关蛋白家族的底物运输机制所需的元素提供了第一个证据。
Bj?rn panyella pedersen说:“结合这些方法，我们不仅能够识别出STps中运输循环的关键元素，而且还为糖波特家族中保守的调节机制提供了新的证据。”“我们最近表明，人类糖转运体中也发现了这种调节机制，我们的新工作支持了一个想法，即在整个进化过程中，在休格·波特家族中存在动力控制的一般方案。”
奥尔胡斯大学的研究人员刚刚阐明了一种在植物中驱动糖运输的糖运输蛋白的结构。这项研究全面了解了植物器官(如花、种子和水果)对糖的吸收。未来的研究可以从这些发现中受益，通过作物改良来解决粮食安全等挑战。
Journal Reference:
Laust Bavnhøj, peter Aasted paulsen, Jose C. Flores-Canales, Birgit Schiøtt, Bjørn panyella pedersen. Molecular mechanism of sugar transport in plants unveiled by structures of glucose/H symporter STp10. Nature plants, 2021; DOI: 10.1038/s41477-021-00992-0