《Science》：胆固醇转运蛋白结构得以破解

目前，哥廷根的科学家们首次破解了分子转运蛋白TSPO的高分辨率结构。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。

　　

生物通报道：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。（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Structure of the Mitochondrial Translocator Protein in Complex with a Diagnostic Ligand
Abstract: The 18-kilodalton translocator protein TSPO is found in mitochondrial membranes and mediates the import of cholesterol and porphyrins into mitochondria. In line with the role of TSPO in mitochondrial function, TSPO ligands are used for a variety of diagnostic and therapeutic applications in animals and humans. We present the three-dimensional high-resolution structure of mammalian TSPO reconstituted in detergent micelles in complex with its high-affinity ligand PK11195. The TSPO-PK11195 structure is described by a tight bundle of five transmembrane α helices that form a hydrophobic pocket accepting PK11195. Ligand-induced stabilization of the structure of TSPO suggests a molecular mechanism for the stimulation of cholesterol transport into mitochondria.