快速生長的腫瘤，非常依賴營養(yǎng)物質(zhì)的高效轉(zhuǎn)運。GLUT是一種重要的轉(zhuǎn)運蛋白，負責將糖類運入細胞。瑞典Karolinska研究所的研究人員首次解析了GLUT轉(zhuǎn)運蛋白的工作機制，文章于四月二十八日發(fā)表在Nature Structural & Molecular Biology雜志上。他們希望這一研究能夠為抗癌新藥物的開發(fā)提供基礎(chǔ)。

腫瘤依靠轉(zhuǎn)運蛋白向細胞引入代謝所需的大量糖和其他營養(yǎng)物質(zhì)，為腫瘤細胞的快速生長提供能量。如果能夠阻斷細胞膜中那些作為能源泵的轉(zhuǎn)運蛋白，就有望扼殺腫瘤細胞。

對于癌細胞來說，葡萄糖是最重要的能量來源之一。而GLUT蛋白家族是負責轉(zhuǎn)運葡萄糖和其他糖類的重要膜轉(zhuǎn)運蛋白。此前有研究顯示，GLUT轉(zhuǎn)運蛋白在許多癌癥類型中，對于腫瘤生長非常關(guān)鍵。

大腸桿菌XylE蛋白的功能和結(jié)構(gòu)，與人類GLUT轉(zhuǎn)運蛋白很相似。Karolinska研究所的研究人員進行了深入研究，解析了XylE蛋白轉(zhuǎn)運糖類的詳細過程。他們發(fā)現(xiàn)，當該蛋白結(jié)合并轉(zhuǎn)運糖分子時，其蛋白結(jié)構(gòu)在兩個不同構(gòu)象之間轉(zhuǎn)換，以此實現(xiàn)轉(zhuǎn)運功能。

“我們的研究展現(xiàn)了，XylE蛋白上糖結(jié)合區(qū)域的分子結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，人們可以開發(fā)抑制GLUT轉(zhuǎn)運蛋白的的藥物，以便更有效的對抗癌癥，”參與這項研究的Pär Nordlund說。“該轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)信息，能夠推動相關(guān)藥物的研發(fā)，這樣的GLUT抑制劑將有望被用于治療癌癥。”

這項研究不僅給癌癥研究帶來了新線索，也為糖尿病領(lǐng)域提供了新的啟示。胰島素的主要功能包括，促使細胞通過膜上的GLUT轉(zhuǎn)運蛋白攝入血液中的葡萄糖，因此GLUT在糖尿病中的作用也很關(guān)鍵。

GLUT和XylE轉(zhuǎn)運蛋白都屬于龐大的代謝物轉(zhuǎn)運子家族MFS（Major Facilitator Superfamily），該家族的成員涉及了多種疾病，而且影響著細胞對藥物的吸收。

“MFS蛋白家族與癌癥、糖尿病等許多疾病有關(guān)，而GLUT轉(zhuǎn)運蛋白起作用的分子機制，應該被MFS家族中的許多成員所采用，”Pär Nordlund說。

除了膜轉(zhuǎn)運蛋白，細胞膜表面還貫穿著多種其它蛋白，這些蛋白對細胞的功能很重要，也是藥物研發(fā)領(lǐng)域的熱點。其中兩種主要膜蛋白家族（G蛋白偶聯(lián)受體和離子通道）的相關(guān)研究，就曾獲得了諾貝爾獎。