Nature新文章阐析重要转运蛋白功能机制

LIMP-2蛋白对于人类和动物均是至关重要的。如果缺失这一蛋白（例如，由遗传病引起），一种不明特性的物质，有可能是脂类，就会在生物体内累积。直到现在，科学家们还不清楚这种蛋白质的样子以及它的确切功能。

来自德国比勒费尔德大学化学系的Michael Schwake博士正针对这一蛋白开展研究，从而为未来的治疗扫清道路。与德国、加拿大和美国的同事展开合作，他现在发现LIMP 2具有一种新型的蛋白质折叠以及一种纳米显微小运输通道。研究人员将他们的研究结果于10月27日发表在全球知名的科学期刊《自然》（Nature）上。

蛋白质是由氨基酸所构成。尽管这些氨基酸就像沿着一条绳索一样排列成行，它们却能够生成一种扭曲的螺旋和片层三维结构。而正是这种折叠使得它们能够影响生物细胞。“我们正在解码蛋白质的结构和功能，以阐明它们内部的生物化学过程发生的机制，”Schwake说。

为了研究LIMP-2，Schwake来自加拿大多伦多大学的同事们获得了这种蛋白的结晶。随后，他们采用X射线衍射分析确定了它的晶体结构。“当分析这一构象时，我们检测到了迄今为止从未在其他蛋白质中描述过的一种蛋白质折叠，”Schwake说。

LIMP-2存在于人体的每个细胞中。它主要是定位在细胞的溶酶体，在那里它确保了一种特殊的酶能够到达溶酶体。溶酶体是细胞的“胃”，它们能够分解有害和无用的物质。一种叫做β-葡糖脑苷脂酶（beta-glucocerebrosidase）的特殊酶负责分解脂类。如果该酶发生缺陷或是不能到达溶酶体，这些脂类将会发生累积。生物化学家们怀疑，这是引起高雪氏症（Gauchers Disease），这一导致肝脾肿大的疾病的原因。

Schwake的研究揭示了LIMP-2运送这种酶的机制。LIMP-2蛋白具有一个包含数个螺旋的“头部”， β-葡糖脑苷脂酶就停泊在这一头部。Schwake说：“我们还设法证实了这一蛋白具有一条通道，它就是借助这一通道将物质运送通过溶酶体膜。很有可能。这一通道被利用来运送脂类离开了溶酶体。通过比较LIMP-2和相关蛋白的结构，其中有两种蛋白已知能够结合和运输脂类，我们确定了这一点。比较结果表明，LIMP-2具有相同的能力。”

作为一名生物化学家，Schwake的工作并非开发一种治疗，而对于基础研究，即开发蛋白质在细胞中的运作机制感兴趣。“人们可以利用我们的研究结果来开发出治疗疾病的物质。通过我们的研究，我们现在了解了配体如何结合到LIMP-2头部，以及如何通过这一通道运送脂类的机制。在这些位点特意破坏这种结合将是阻止这一过程的一种途径，”Schwake说。