陽光視紫紅質蛋白 生理功能首次獲解析

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科技日報訊 （記者李麗云 通訊員衣曉峰）近日，記者從哈爾濱工業大學獲悉，由該校生命科學中心教授何元政團隊完成的一項陽光視紫紅質蛋白研究課題已發表在國際期刊《細胞研究》上。專家指出，陽光視紫紅質蛋白的生理功能首次獲得了解析，為今后開發設計新型光遺傳學工具調控神經元活動，進而用于某些神經性疾病的治療奠定了理論基礎。

視紫紅質蛋白是一種重要的信號膜蛋白分子，分為動物視紫紅質蛋白和細菌視紫紅質蛋白。前者在動物的視覺形成中有重要作用，而后者中的離子泵型、離子通道型蛋白廣泛用于光遺傳學中，有助于微生物利用光能開展能量代謝和驅動、調節各種生理活動。

早在2018年，有學者成功鑒定出一種全新的微生物視紫紅質蛋白——陽光視紫紅質蛋白，發現與現今所有視紫紅質蛋白的同源率非常低；更重要的是，不同于傳統的蛋白類型，這種新型蛋白的氮端朝向胞內，而羧端面向胞外，其完全反轉的拓撲構造引起了學術界極大關注。

作為國內目前唯一從事視紫紅質蛋白結構研究的課題組，何元政及團隊成員路陽、愛德華、周為等人抓住上述線索，對陽光視紫紅質蛋白的結構特征進行了解碼。他們借助先進的膜蛋白結晶和X光衍射技術，發現陽光視紫紅質蛋白有著獨特的二聚體構象和與其他微生物視紫紅質蛋白完全相反的膜分布的拓撲“架構”，揭示了其質子泵和離子通道關閉的關鍵機制。

據介紹，現階段何教授團隊正在利用已知的結構信息，對該新型蛋白進行功能改造，以期對神經元活動做出精確調控，從而為未來醫工領域的成果轉化提供可能。