Entdeckung der Luftschleuse artigen Transportprotein Struktur hat Auswirkungen auf die Diabetes-Forschung und Pflanzenwissenschaften

Zucker sind eine wesentliche Quelle von Energie für die Mikroorganismen , Tiere und Menschen . Sie werden von Pflanzen, die Energie des Sonnenlichts in chemische Energie durch Photosynthese wandeln in Form von Zuckern hergestellt .


Dieses Bild stellt halbsüß .
Credit: Carnegie Lily Cheung und Wolf Frommer

Diese Zucker werden in Zellen aufgenommen , egal ob es sich um Bakterien , Hefe, menschliche Zellen und Pflanzenzellen, die von Proteinen , die Zucker - spezifische Poren in der Membran , die eine Zelle umgibt, zu schaffen. Diese Transportproteine ​​sind also wesentlich in allen Organismen . Es ist nicht verwunderlich , dass die Transporter von Menschen und Pflanzen sind sehr ähnlich , da sie von ihren bakteriellen Vorfahren entwickelt .

Zucker-Transporter kann auch eine Quelle der Verwundbarkeit für Pflanzen und Tiere gleichermaßen. In Pflanzen, die sie anfällig für Übernahme kann durch Krankheitserreger , Entführung die Quelle der Nahrung und der Energie der Anlage. Bei Tieren können Mutationen in Zucker-Transporter zu Krankheiten wie Diabetes.

Neue Arbeit von einem Team von der Stanford University School of Medicine der Liang Feng und führte einschließlich Carnegies Wolf Frommer hat für das erste Mal, erläutert die atomaren Strukturen der Prototyp der Zucker-Transporter (bezeichnet als "süß" Transporter ) in Pflanzen und Menschen . Dies sind bakterielle Zuckertransporter , genannt SemiSWEETs (weil sie nur halb so groß wie der Mensch und Pflanze diejenigen sind ) . Ihre Arbeit wird in Nature veröffentlicht.

Bisher gab es nur sehr begrenzte Informationen über die einzigartigen Strukturen dieser wichtigen Transportproteine, die es sich herausstellt, werden von allen anderen bekannten Zuckertransportern .

Die Entdeckung der Struktur dieser Proteine ​​ist wichtig, da es der Schlüssel zum Entriegeln des Mechanismus, mit dem sie arbeiten. Und das Verständnis ihrer Mechanismus ist von entscheidender Bedeutung , um herauszufinden , was passiert, wenn diese Funktionen nicht einwandfrei arbeiten , denn das Wissen kann bei der Bewältigung der daraus resultierenden Erkrankungen oder Wachstumsprobleme in Pflanzen und Tieren zu helfen.

Das Forschungsteam führte eine Kombination aus strukturellen und funktionellen Analysen SemiSWEETs und Süßigkeiten und konnte zwei Beispiele in verschiedenen Staaten zu kristallisieren , zeigen nicht nur die Struktur des Proteins , aber viel über seine Funktionalität als auch.

Sie fanden heraus, dass die SemiSWEETs nicht als Zucker Kanal oder Tunnel, der Zucker durch die Membran passieren zu lassen handeln . Sondern sie wirken wie eine Schleuse , Bewegen der Zucker in mehreren Stufen , von denen zwei in den Kristallstrukturen beobachtet werden. Die SemiSWEETs , zu den kleinsten bekannten Transportproteine, die paarweise zusammenzubauen , wodurch eine Struktur , die wie ihre größeren Anlage und Menschen SWEET Homologen sieht die Schaffung . Dies markiert die SWEET -Familie von Proteinen , wie drastisch von anderen Zuckertransportproteine​​.

" Eine der erregenden Teile dieser Entdeckung ist die Geschwindigkeit, mit der wir in der Lage , von der Entdeckung dieser neuen Zuckertransporter bewegen , auf die Bestimmung ihrer tatsächlichen Struktur , zu zeigen, wie sie arbeiten", sagte Frommer . "Fantastisch Fortschritte möglich gemacht durch eine Zusammenarbeit mit einer Strukturbiologe der Stanford University . Unsere Ergebnisse unterstreichen die möglichen praktischen Anwendungen dieser Informationen bei der Verbesserung der Ernteerträge als auch bei der Bewältigung menschlicher Krankheiten . "