西班牙巴塞羅納生物醫學研究所（IRB）的Heterogenic and Multigenic Diseases 實驗室主任Manuel Palacín，是世界上研究HATs（heteromeric amino acid transporters，雜聚體氨基酸轉運蛋白）的專家之一。

在人類中，有八個HAT分子。這些分子與以下疾病相關：稱為氨基酸尿（aminoacidurias）的罕見疾病，例如lysinuric蛋白不耐受癥和胱氨酸尿癥（cystinuria）；卡波濟肉瘤病毒（Kaposi sarcoma virus）引起的感染發展；不同類型的癌癥；可卡因使用的復發。HATs，顧名思義就是氨基酸轉運蛋白，它們在細胞膜中發揮作用。HAT因為其性質，非常難以結晶，所以在原子水平上還沒有這些分子的結構數據。然而，這些信息對合理的藥物設計是非常必要的。

在最近的《PNAS》雜志上發表的一項研究，首次揭示了其中一個HAT蛋白的結構。通過IPB的生化學家、瑞士伯爾尼大學的電子顯微鏡專家和Joint IRB-BSC Programme的計算生物學家之間的聯手合作，所獲得的這項突破性成果，為進一步研究其他七個HAT蛋白的功能及解開它們的結構鋪平了道路。此外，本研究也為通過藥物抑制它們提供了第一份足夠詳細的結構數據。

HATs和人類疾病

HAT蛋白由兩個亞基構成，一個輕鏈亞基用來運送氨基酸，一個重鏈亞基可讓復合物移動到細胞膜上，賦予其穩定性。在人類中，六個轉運蛋白構成一個攜帶4F2hc的復合體，而兩個轉運蛋白構成的復合體攜帶rBAT，因此總計有八個HAT。Palacín 解釋說：“它們是插入細胞膜中的微型機器，在不斷地運動，吞噬細胞外空隙的氨基酸，將它們釋放到細胞質中，或者相反。我們已經知道復合物一部分的結構。現在，我們第一次在低分辨率上觀察到整個復合物的結構。”

這項研究描述了4F2hc/LAT2復合物的結構，共同第一作者包括IRB的博士后Albert Rosell和博士研究生Elena Álvarez-Marimon。Rosell解釋說：“我們之所以選擇這個復合物，是因為在人類HATs中，它表現出最高的穩定性，這給我們一個更好的機會來解開它的結構。”他指出，下一步工作是轉移到原子級分辨率，這個水平上的分辨率，可有助于研究這個“機器”如何工作的細節，獲得更多關于精確藥物靶標的知識。

只有一些HATs與疾病有關。4F2hc/LAT1和4F2hc/xCT復合物在很多種腫瘤中過度表達。Manuel Palacín稱：“我們對這些復合物有更好和更詳細的了解，因此我們可為癌癥治療提供新的選擇。”該實驗室還重點研究氨基酸尿。4F2hc/y+LAT1復合物的突變，能夠導致lysinuric蛋白的不耐受性，這是一種罕見的疾病，已報道了200起病例。最終，rBAT/b(0,+)AT復合體突變可導致胱氨酸尿癥，這種疾病的發病率，估計每7000個新生兒中就有1例。

Manuel Palacín進行的HATs基礎研究，力圖發現新的治療靶標，并改善所有涉及HATs疾病的診斷工具，特別集中在氨基酸尿。