科學家破解數十年細胞生物學謎團：SLC35B1蛋白質如何將ATP運送至內質網

一個國際研究團隊終於解開了細胞生物學領域長達數十年的謎團，他們發現細胞主要能量來源ATP是如何被運送到內質網(ER)中的。這項刊登在《自然》期刊的研究證實，轉運蛋白SLC35B1是ATP進入內質網的主要通道。

這項由斯德哥爾摩大學生物化學教授David Drew領導的研究，首次從結構和機制層面揭示了SLC35B1如何將ATP運送至內質網。內質網就像是細胞的物流中心，負責蛋白質和脂質的包裝、品質控管，並協助它們在細胞內移動，這些重要功能都依賴穩定的ATP供應。

David Drew教授表示：「經過數十年對內質網功能的研究，ATP如何進入內質網內部一直是未解之謎。透過確認SLC35B1作為轉運蛋白並利用冷凍電子顯微鏡解析其結構，我們不僅回答了一個基礎生物學問題，還為治療幹預開闢了新途徑。」

這項發現對人類健康具有重要意義。內質網功能異常與第二型糖尿病、癌症和神經退化性疾病等疾病相關，其中內質網壓力和蛋白質錯誤折疊是關鍵因素。現在研究人員掌握了SLC35B1的詳細分子藍圖，這個蛋白質成為開發新藥物的極具潛力標靶。

研究團隊先前曾提出SLC35B1可能是內質網的ATP轉運蛋白，但缺乏生化與結構驗證。與奧地利CeMM研究所Giulio Superti-Furga實驗室合作進行的大規模CRISPR/Cas9基因剔除篩選顯示，SLC35B1是細胞生長最關鍵的五種轉運蛋白之一，這與其假設功能相符。

日本京都醫學院野村德道團隊製備了針對人類SLC35B1的抗體，這對於增加蛋白質體積以便用冷凍電鏡成像至關重要。Drew團隊隨後利用SciLifeLab的冷凍電鏡平臺，觀察到SLC35B1的多種構象，揭示了其識別並將ATP轉運至內質網腔室的過程。結構資料還突顯了參與ATP結合與轉運的關鍵胺基酸殘基，為治療標靶提供了潛在位點。

目前研究團隊正在篩選能夠調節SLC35B1功能的小分子，目標是開發出可根據需要增強或抑制ATP運輸的標靶療法。

這項突破性研究由多個國際機構資助，包括Knut och Alice Wallenbergs基金會、Göran Gustafsson基金會、日本醫療研究開發機構(AMED)、歐盟創新技術研究院(EIT)和日本學術振興會(JSPS)等。

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