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这些属于HAT家族的蛋白质对生命至关重要，因为它们在细胞膜上运输氨基酸。虽然这一家族的成员几乎是相同的，但选择性运输某些氨基酸。
这种专一性决定了它们参与特定功能，如细胞生长或神经元功能，并因此参与相关疾病，如癌症或神经退行性疾病，如阿尔茨海默病。是什么赋予了这种功能的特异性和多样性?这是西班牙国家癌症研究中心(CNIO)和生物医学研究所(IRB Barcelona)的研究人员提出的问题之一，他们领导了这项研究，他们的答案已于本周发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
多亏了低温电子显微镜等最新的高分辨率结构技术，结合了计算建模和这些蛋白质突变体的设计，研究人员已经能够从原子细节上观察该蛋白质家族的一个成员的结构，并破译其功能。研究结果表明，在这个蛋白质家族中，只有少数位于特定区域的残基选择它们将结合的特定氨基酸，从而负责蛋白质参与特定的生理功能。
有了这些信息,研究人员现在面临的挑战是找到新的治疗和疾病的诊断工具包括帽子的转运蛋白家族,与特定兴趣这些条件造成严重的健康问题,例如癌症和神经退行性疾病如阿尔茨海默疾病′s。
氨基酸是生命的基本组成部分，它进出细胞，使细胞生长、分裂和发展其功能。这种进入和离开细胞的运动是由于嵌入细胞膜的门，这些门是由HAT家族的蛋白质等组成的。
虽然HAT蛋白在结构上几乎相同，但有些蛋白运输某些氨基酸而不是其他的，因此赋予家族中的每个成员特定的功能，例如参与细胞生长;在癌症等疾病中的作用;神经功能;以及有毒物质的运输和对可卡因等物质上瘾的参与。
为了理解这种功能的特殊性，科学家们开始研究这一重要蛋白质家族的三维结构。“用于确定蛋白质结构的经典技术，如使用x射线，对于嵌入在生物膜中的蛋白质的成功有限，还有很多问题尚未解决。”CNIO DNA损伤反应小组大分子复合物小组组长、该中心结构生物学项目主任、该研究的合著者Oscar Llorca说。
“低温电子显微镜的结构分辨率与分子动力学计算和功能研究相结合，提供了一个具有很大潜力的实验平台，使我们能够解开氨基酸转运体的功能。在本例中,我们使用这种技术来识别的分子机制,导致这些蛋白质运输一些氨基酸而不是其他人,“Manuel Palacin说转运蛋白氨基酸和疾病实验室的IRB巴塞罗那,巴塞罗那大学的教授和单位CIBERER领袖。
由于低温电子显微镜技术的出现，Llorca是这一领域的国际专家，蛋白质分子结构的可视化向我们现在所知的3D结构的黄金时代迈出了一大步。这项新技术获得了2017年的诺贝尔化学奖，它不仅前所未有地用于观察生物过程，而且还有助于加速开发新的化合物和药物，治疗癌症和其他人类疾病。
在这项工作中，使用低温电子显微镜，研究人员已经能够在原子分辨率下可视化HAT家族成员的结构，并确定这些蛋白质与氨基酸结合的口袋，以及这种识别发生的机制的细节。
原子细节显示，这些蛋白质中只有少数残基决定了它们所结合的氨基酸以及它们的特定功能。此外，该研究还证明了在不同家族成员的这些位置上，某些残基对其他残基的取代是如何改变某些氨基酸的识别和转运特异性的。
这项研究的结果将使人们致力于研究能够作用于这些蛋白质特定区域的化合物，并管理它们所参与的疾病，如癌症和神经退行性疾病，如阿尔茨海默病。
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