中新网北京8月27日电 (记者 孙自法)作为哺乳动物中今朝所知独一的磷酸盐外排卵白，XPR1若何身先士卒、以一己之力拯救磷掉衡细胞在 水火当中 ？这一此前备受注视的未解之谜，被中国科研团队最新研究所破解。

操纵冷冻电镜单颗粒手艺和磷酸根外排功能系统，中国科学院物理研究所/北京凝集态物理国度研究中间姜道华团队比来对XPR1卵白布局和功能进行深切阐发，说明了XPR1磷酸盐转运和调控机制，相干功效论文近日在国际闻名学术期刊《天然》颁发。

有哪些主要研究发现？

论文通信作者姜道华特聘研究员介绍说，最初XPR1以反转录病毒的细胞概况受体呈现，后续研究发现，其小小卵白居然 身兼数职 ：它除包括一个跨膜布局域外，还具有一个遍及存在在动物、植物和微生物中 百搭 卵白SPX布局域。该 百搭 卵白作为多磷酸肌醇的感触感染器，和时感触感染细胞内因磷酸盐过量而发出 SOS 求救旌旗灯号。

磷酸盐代谢触及很多生物进程。中国科学院物理研究所/供图 XPR1从外排磷酸盐，到感知求救旌旗灯号，再到救细胞在 磷 难之时，这是如何一步步实现的？在本项研究中，研究团队解析了XPR1处在封闭、开放和连系肌醇-6磷酸的三种分歧构象的高分辩率布局。按照布局和功能成果，他们发现XPR1中有三个由正电氨基酸构成的位点，操纵正负电吸引的体例连系磷酸根；当这些磷酸根连系到XPR1后，会引诱XPR1产生构象转变，构成一个贯通细胞膜的通道，使磷酸根离子流出细胞。

姜道华指出，XPR1卵白很是 伶俐 ，为避免过量磷酸根离子的外排致使营养流掉，XPR1操纵本身结尾一段柔性络环节制通道启齿的巨细。而SPX布局域可以经由过程感触感染细胞内磷酸肌醇的浓度来调控XPR1外排磷酸根离子的通量：当细胞内磷酸根浓度较低时，多磷酸肌醇浓度下降，SPX布局域呈动态构象，XPR1的柔性络环连系在磷酸根进口四周并下降磷酸根进入卵白的流量；当细胞内磷酸根浓度升高时，多磷酸肌醇浓度升高，SPX布局域连系多磷酸肌醇并转换为不变构象，不变状况的SPX布局域与柔性络环彼此感化，使其阔别磷酸根进口，从而增添磷酸根离子进入XPR1的流量。

因为磷酸根连系位点，柔性络环，和SPX布局域在酵母磷酸盐转运卵白(SYG1)，植物磷酸盐转运卵白(PHO1)和其他动物中的XPR1中高度守旧，是以，研究团队猜测这些卵白应当采取近似的机制来保持磷酸盐的稳态。

研究有何意义与影响？

姜道华暗示，他们的研究发现了XPR1的布局近似在转运卵白，可是采纳一种新奇的近似在通道的门控机制外排磷酸根，显著分歧在绝年夜大都转运卵白采取的瓜代开放的转运机制。

XPR1分歧构象的布局。中国科学院物理研究所/供图 另外，该研究初次说明了SPX布局域经由过程连系多磷酸肌醇调理XPR1的通量，提出多磷酸肌醇感知和磷酸盐输出之间的耦合机制，这些对人体磷酸根稳态的研究相当主要。

研究团队提示说，本项研究虽然已获得阶段性进展，但一些要害问题依然需要进一步研究摸索。例如，XPR1作为病毒受体是若何介导病毒入侵细胞的？这些问题依然有待研究人员后续的深切研究进行解答。

为什么研究人体磷均衡？

磷是人体含量第六多的常量元素，每一个成年人年夜约含有1千克的磷。现代研究注解，磷几近介入生命体所有的心理历程：磷酸盐是骨骼和牙齿的首要成份；磷构成脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、三磷腺苷(ATP)和磷脂份子的骨架；磷介入酸碱均衡；卵白质经由过程磷酸化/去磷酸化作为旌旗灯号调理细胞代谢。

XPR1磷酸盐转运调理机制模子。中国科学院物理研究所/供图 因为含有年夜量磷元素，人体有一套调理磷酸盐的稳态的系统，经由过程节制磷酸盐的接收和外排来保持机体的磷酸盐均衡。此中，XPR1是哺乳动物中今朝已知独一的磷酸盐外排卵白。

成年人逐日从食品中获得约1000毫克磷酸盐，此中约700毫克磷酸盐在消化系统和泌尿系统中被人体接收，残剩的磷酸盐在尿液和粪便中被排出体外。被接收的磷酸盐中，有85%贮存在人体骨骼和牙齿中；14%进入细胞内液，开博体育保持细胞内的磷酸盐稳态；约1%的磷酸盐进入血清中，保持人体组织间的磷酸盐稳态。

虽然磷酸盐在人体中不成或缺，但过量的磷酸盐堆集仍会激发很多不良后果，包罗血汗管、肿瘤产生、抑郁和神经元疾病等并发症。是以，将过剩的磷酸盐排出细胞外就显得尤其主要。(完)

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