科学家首次解析NPC1蛋白结构

日前，中科院微生物所高福院士团队和清华大学颜宁课题组合作，首次报导了人类胆固醇转运体NPC1，以及NPC1与埃博拉病毒表面融合蛋白复合物的冷冻电镜结构，为深入理解NPC1介导的胆固醇转运和埃博拉病毒入侵提供了重要线索。相关成果发布于《细胞》。

NPC1是位于内吞体和溶酶体上的一个多次跨膜蛋白，由1278个氨基酸残基组成，包含13次跨膜螺旋，具有三个大的腔内结构域。NPC1在体内主要负责胆固醇转运，其氨基酸突变可能会导致“尼曼—皮克病”，表现为儿童神经发育迟缓，认知障碍或失聪，严重时会导致儿童夭折。

研究人员发现NPC1结构域C主要利用两个突出来的环状结构插入激活态糖蛋白头部的疏水凹槽里，从而发生相互作用。然而，由于缺乏NPC1全长膜蛋白的结构信息，其他两个腔内结构域A和I在埃博拉入侵中的作用并不清楚。

在最新的研究中，科研人员利用单颗粒冷冻电镜技术重构了4.4 埃分辨率的NPC1全长膜蛋白结构，以及6.6
埃分辨率的NPC1与埃博拉GPcl复合物的电镜结构。结构显示NPC1在去垢剂溶液中以单体形式存在，其2-13次跨膜螺旋的结构与已解析的RND家族其他成员的结构较为类似，N端和C端结构域形成一个假二次对称结构；三个腔内结构域中，结构域A像“头”一样坐落在以结构域C和结构域I形成的两个肩膀中间，三个结构域之间形成充分的相互作用。NPC1的结构和大量的生化分析解释了很多与“尼曼—皮克病”相关的突变。

科研人员还发现，NPC1与GP的复合物结构进一步揭示了结构域C在介导埃博拉病毒入侵中起主导作用，而结构域A和结构域I起到支撑作用。该研究为进一步研究NPC1介导的埃博拉病毒入侵机制和如何通过破坏这一识别界面进行干预提供了分子基础。

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