《Science》：胆固醇转运蛋白结构得以破解

在大多数人心目中，胆固醇（cholesterol）这个词直接与高脂肪食品、令人堪忧的血液检测结果及心血管疾病联系在一起。然而，尽管它有这些坏名声，胆固醇对于我们的健康至关重要：它能够稳定细胞膜，是细胞“发电厂”——线粒体——生产不同激素的原料。目前，哥廷根Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie的科学家们首次破解了分子转运蛋白TSPO的高分辨率结构，TSPO蛋白可将胆固醇运入线粒体。这种蛋白也是诊断标记物和不同药物（例如Valium安定）的一个停泊位点。关于其三维形状和功能的详细知识，可为诊断和治疗开辟新的视角。相关研究结果发表在2014年3月21日的《Science》杂志。

在活细胞内，线粒体不仅是最重要的能源供应者，还生产类固醇激素如睾酮和雌二醇，这些激素控制着身体内的许多过程。类固醇激素的生产原材料就是胆固醇，胆固醇必须首先被跨膜运送进入线粒体。这项艰难的任务是由一个分子转运蛋白TSPO在线粒体外膜完成。哥廷根科学家Markus Zweckstetter和Stefan Becker与两个研究小组合作，利用核磁共振光谱，在原子级别上解开了这一蛋白的复杂三维结构。

研究人员通过应用一个巧妙的技巧，取得了这一突破：在实验中，他们将转运蛋白耦合到一个重要的诊断标记PK11195上；正是这个复合物使科学家们获得了可分析的结果。事实上，TSPO结构不仅提供了胆固醇如何被运送到线粒体的线索。而且，研究小组负责人Markus Zweckstetter支持：“现在，我们对于TSPO如何识别和结合诊断性标记及药物，也有了一个更好的理解。”

长期以来，TSPO被成功地应用在一些疾病的诊断和治疗中。马克斯普朗克研究人员、蛋白质化学家Stefan Becker解释说：“当大脑受伤或发炎时，其细胞会生产更多的TSPO。这一事实被用于神经退行性疾病的诊断，如帕金森病和阿尔茨海默氏病。”推荐阅读：Cell：分子伴侣结合tau蛋白引起阿尔茨海默病。

医生还使用放射性标记的分子如PK11195，来可视化大脑的发炎区域。对TSPO如何结合这类标记的更详细了解，可为影像诊断开辟新的途径，也为这类疾病和炎症的早期检测，构建了一个重要的步骤。

TSPO还结合一些药物，如安定diazepam，也被称为Valium的商品名。Diazepam不仅广泛用于处方镇静剂，还可用于治疗焦虑症和癫痫发作。哥根廷研究人员希望，这些关于转运蛋白结构的详细信息，将有助于新的TSPO结合药物的开发。