清华施一公院士Nature子刊发表重要新成果

　　

生物通报道  来自清华大学生命科学学院的研究人员报告称，他们获得了26S蛋白酶体（proteasome
）的原子结构，这一研究成果发布在7月18日的《自然结构与分子生物学》（Nature Structural & Molecular Biology）杂志上。

领导这一研究的是清华大学的施一公（Yigong Shi）教授。施一公研究组主要致力于运用结构生物学和生物化学的手段研究肿瘤发生和细胞凋亡的分子机制，集中于肿瘤抑制因子和细胞凋亡调节蛋白的结构和功能研究、重大疾病相关膜蛋白的结构与功能的研究、胞内生物大分子机器的结构与功能研究。回国后施一公在Nature等国际顶级期刊上发表了多篇论文，同时他也搭建起了以清华大学为中心的人才引入桥梁。2013年施一公当选为中科院院士。

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2016年开年，施一公课题组即在《科学》（Science）杂志发表了一项重磅成果，他们获得了分辨率为3.8埃（Å）的U4/U6.U5 三小核核糖核蛋白复合物（U4/U6.U5 tri-snRNP）三维结构，由此提供有关剪接体（spliceosome）组装和催化的新见解（清华施一公院士发表2016开年Science文章）。

2月，施一公领导清华大学的研究人员对抗凋亡蛋白Bcl-2与乙肝病毒蛋白HBx之间的互作进行了结构与生物化学分析，提出HBx有可能以一种不同于经典BH3-only蛋白方式调节了Bcl-2的功能。研究结果发布在PNAS杂志上（清华施一公院士PNAS发表乙肝新成果）。

同月，其研究组再度在PNAS杂志上发表文章，采用单颗粒冷冻电子显微镜解析了酵母内源性26S蛋白酶体的结构，揭示出了两种主要的构象状态，为了解蛋白酶体的功能机制奠定了分子基础（清华施一公院士PNAS发布蛋白酶体研究新成果 ）。

26S蛋白酶体是真核细胞内负责蛋白质降解的主要分子机器，通过特异性降解目的蛋白，几乎参与了生物体的绝大多数生命活动。26S蛋白酶体在结构上可分为19S调节颗粒和20S核心颗粒两部分。19S调节颗粒负责识别带有泛素链标记的蛋白质底物对其进行去折叠，并最终将去折叠的蛋白质底物传送至20S核心颗粒中进行降解。

近年来，一系列核糖体原子分辨率的三维结构相继被解析出来，极大促进了人们对蛋白质合成分子机制的认识。同核糖体相比，生物体内负责蛋白质降解的分子机器26S蛋白酶体由于结构组成复杂，分子量十分巨大，其三维结构的研究进展相对滞后，严重阻碍了人们对蛋白质降解过程的认识。

在这篇新文章中研究人员报告称他们采用冷冻电镜获得了平均分辨率为3.5埃（3.5 Å）的人类26S蛋白酶体结构，构建出了核心颗粒(CP)中28个亚基及调节颗粒（RP）中18个亚基的原子模型。此外，他们还用冷冻电镜确定了结合去泛素化酶USP14的人类蛋白酶体的结构，分辨率达到4.35埃（Å）。这些结构为了解真核生物蛋白酶体的功能机制提供了一个框架。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

An atomic structure of the human 26S proteasome

We report the cryo-EM structure of the human 26S proteasome at an average resolution of 3.5 Å, allowing atomic modeling of 28 subunits in the core particle (CP) and 18 subunits in the regulatory particle (RP). The C-terminal residues of Rpt3 and Rpt5 subunits in the RP can be seen inserted into surface pockets formed between adjacent α subunits in the CP. Each of the six Rpt subunits contains a bound nucleotide, and the central gate of the CP α-ring is closed despite RP association. The six pore 1 loops in the Rpt ring are arranged similarly to a spiral staircase along the axial channel of substrate transport, which is constricted by the pore 2 loops. We also determined the cryo-EM structure of the human proteasome bound to the deubiquitinating enzyme USP14 at 4.35-Å resolution. Together, our structures provide a framework for mechanistic understanding of eukaryotic proteasome function.

作者简介：

施一公

河南郑州人，世界著名的结构生物学家，美国双院外籍院士，中国科学院院士。曾是美国普林斯顿大学分子生物学系建系以来最年轻的终身教授和讲席教授。

2008年2月至今，受聘清华大学教授；2009年9月28日起，任清华大学生命科学学院院长。获2010年赛克勒国际生物物理学奖。2013年4月当选美国艺术与科学院外籍院士、美国科学院外籍院士。2013年12月19日，施一公当选中国科学院院士。2014年4月2日，施一公获爱明诺夫奖，成为获此奖项的第一位中国人。该奖为国际知名奖项，由瑞典国王亲自颁发。

主要科研领域与方向：
主要运用结构生物学和生物化学的手段研究肿瘤发生和细胞凋亡的分子机制，集中于肿瘤抑制因子和细胞凋亡调节蛋白的结构和功能研究与重大疾病相关膜蛋白的结构与功能的研究