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中科院生物物理所的张凯教授领导研究团队，通过X射线晶体学技术解析了PgpB的结构，分辨率达到了3.2 Å。这一成果提前发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志的网站上。
生物通报道：细胞中的磷酸酶具有重要的调控作用，参与了包括葡萄糖转运、脂质代谢和信号传导在内的多种细胞功能。
磷脂酸磷酸酶Ⅱ（PAP2）是一类能将底物去磷酸化的蛋白家族，而大肠杆菌PgpB（phosphatidylglycerol-phosphate phosphatase B）是这个家族中的一个重要成员。PgpB不仅能够催化去除脂质底物末端的磷酸基团，而且是许多亲水小分子跨膜转运所必需的蛋白，与人体内具有多种生理作用的葡萄糖-6-磷酸酶同源，
中科院生物物理所的张凯教授领导研究团队，通过X射线晶体学技术解析了PgpB的结构，分辨率达到了3.2 Å。这一成果提前发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志的网站上。
研究人员在晶体结构的基础上发现，PgpB与可溶性PAP2酶具有类似的拓扑折叠和几乎相同的活性位点。由此可见，PAP2家族中的膜整和成员和可溶性成员具有同样的催化机制。不过二者的底物结合机制存在根本上的差异。（延伸阅读：Nature特刊：X射线晶体衍射百年纪）
随后，研究人员向PgpB中引入一系列点突变，并且分析了这些突变体的热稳定性和酶活性。由此，他们提出了PgpB对脂质底物的识别机制。
在人体内的血糖浓度调控和内稳态维持中，葡萄糖-6-磷酸酶具有非常关键的作用。而这项研究将有助于人们进一步理解这种酶的功能。此外，PgpB的三维结构还为人们提供了研究真核PAP2酶的重要模型。
作者简介：
张凯 博士 研究员 博士生导师
国家“****”获得者
中科院生物物理所，生物大分子国家重点实验室副主任，创新课题组组长
教育经历：
1982年 毕业于四川大学物理系，获理学学士学位；1984年 毕业于中国科学院生物物理研究所，获理论生物物理学硕士；1992年 毕业于美国俄勒冈大学，获生物物理学博士；1992-1995年 美国俄勒冈大学霍华德·休斯医学研究所，博士后
任职经历：
1995-2009年，美国俄克拉荷马州医学研究基金会助理研究员、副研究员、研究员；2004-2009年，中国科学院生物物理研究所客座教授；2010-今，中科院生物物理所蛋白质国家重点实验室教授；2010年入选国家“****”；2011-今，生物大分子国家重点实验室副主任
张凯研究员长期从事蛋白质结构生物学研究。现已发表学术论文逾九十篇。代表性研究成果见于Nature、Science、Nature Structural and Molecular Biology、EMBO Journal及Genes and Development 等学术期刊。
研究方向：跨膜转运蛋白MFS晶体结构研究、G蛋白偶联受体（GPCR）家族信号转导机理研究
生物通编辑：叶予
生物通推荐原文摘要：
Crystal structure of lipid phosphatase Escherichia coli phosphatidylglycerophosphate phosphatase B
Membrane-integrated type II phosphatidic acid phosphatases (PAP2s) are important for numerous bacterial to human biological processes, including glucose transport, lipid metabolism, and signaling. Escherichia coli phosphatidylglycerol-phosphate phosphatase B (ecPgpB) catalyzes removing the terminal phosphate group from a lipid carrier, undecaprenyl pyrophosphate, and is essential for transport of many hydrophilic small molecules across the membrane. We determined the crystal structure of ecPgpB at a resolution of 3.2 Å. This structure shares a similar folding topology and a nearly identical active site with soluble PAP2 enzymes. However, the substrate binding mechanism appears to be fundamentally different from that in soluble PAP2 enzymes. In ecPgpB, the potential substrate entrance to the active site is located in a cleft formed by a V-shaped transmembrane helix pair, allowing lateral movement of the lipid substrate entering the active site from the membrane lipid bilayer. Activity assays of point mutations confirmed the importance of the catalytic residues and potential residues involved in phosphate binding. The structure also suggests an induced-fit mechanism for the substrate binding. The 3D structure of ecPgpB serves as a prototype to study eukaryotic PAP2 enzymes, including human glucose-6-phosphatase, a key enzyme in the homeostatic regulation of blood glucose concentrations.
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