元素百科为您介绍科学家揭示了与癌症有关的氨基酸转运体的结构。人谷氨酰胺转运体ASCT 2在多种癌症中上调。它也是各种致病逆转录病毒的对接平台。格罗宁根大学(University of Groningen)科学家的一个团队利用冷低温电子显微镜阐明了这种蛋白质的结构，这种结构可能为药物开发提供线索。

在人的细胞中，ASCT 2蛋白导入氨基酸谷氨酰胺，并在许多组织中维持氨基酸平衡。ASCT 2在几种癌症中的数量增加，可能是因为对谷氨酰胺的需求增加。此外，一些类型的逆转录病毒通过首次对接这种蛋白质感染人类细胞。

ASCT 2是一个更大的类似转运体家族的一部分。为了了解这个氨基酸转运蛋白家族是如何工作的，并帮助设计能够阻止谷氨酰胺通过ASCT 2转运的药物或其作为病毒对接站的作用，格罗宁根大学的科学家们已经解决了该蛋白质的三维结构。他们采用了单粒子低温电子显微镜技术，因为他们没有成功地从蛋白质中培育出晶体，这是x射线衍射研究所必需的。ASCT2的人类基因在酵母细胞中表达，并将人类蛋白纯化进行成像。

该结构是以3.85英寸的分辨率确定的，揭示了惊人的新见解。“这是一个具有挑战性的目标，因为它对低温电子显微镜来说相当小，”结构生物学助理教授、该大学低温电子显微镜部门的负责人克里斯蒂娜.保利诺(Cristina Paulino)说。“但它也有一个不错的对称三聚体结构，这很有帮助。”

升力结构

低温电子显微镜图像揭示了一种常见的生命结构，在这种结构中，蛋白质的一部分通过细胞膜上下运动。在上面的位置，基质进入升力，升力向下移动，释放细胞内的基质。ASCT 2的结构揭示了在较低位置的升力。生物化学教授Dirk Slotboom说:“令我们惊讶的是，这部分蛋白质比我们以前见过的类似的蛋白质结构要低得多。”“这是旋转。人们曾认为基质通过不同的开口进入和离开升力，但我们的结果表明，它很可能使用相同的开口。

晶体学助理教授Albert Guskov说，这一信息可以帮助设计分子，使其能够通过ASCT2阻止谷氨酰胺运输。“在老鼠身上进行了一些试验，这些小分子阻碍了交通运输。”阻断谷氨酰胺转运是一种杀死癌细胞的方法。“这种新的结构使得运输抑制剂的设计更加合理。”另一个令人惊讶的发现是，在三个单体的外侧突出的尖刺。“它们以前从未被发现过，”Slotboom说。“这些是逆转录病毒聚集的地方。”这与其他人的诱变研究是一致的。同样，知道这些尖刺的形状有助于设计阻止病毒对接的分子。

蛋白质结构在四个月左右就被解决了，这对于低温电磁来说是非常快的。一个由多学科科学家组成的小组并行工作，加快了这一进程。此外，论文的第一作者、博士生Alisa Garaeva在确保项目有效运行方面发挥了核心作用。

未来的研究将在不同的配置中捕获ASCT2，例如在脂质双层中而不是在本研究中使用的洗涤剂胶束中，并在不同的位置提升。Paulino, Slotboom和Guskov得出的结论是，研究不同的状态可以帮助他们理解蛋白质的功能。