​Nature | 冯亮等揭示钠-葡萄糖共转运蛋白SGLT1和钠-单脂肪酸共转运蛋白SMCT1的结构

营养物质经过消化后，在肠道中进行吸收。这其中葡萄糖的吸收为人体能量代谢提供了基本来源。这个过程是由钠-葡萄糖共转运蛋白SGLT1介导的。SGLT1一次转运两个钠离子和一个糖分子，且二者的转运方向一致，因而又称为同向转运蛋白（symporter）。在上世纪60年代左右有关SGLT1的研究揭开了主动转运蛋白的序章。半个多世纪来SGLT1的生理功能和转运机制得到了大量的研究，为了我们理解二级主动转运蛋白的工作机制提供了蓝本。除了SGLT1在肠道中吸收糖，SGLT1和同一个家族的SGLT2在肾脏中葡萄糖的重吸收方面也扮演着重要角色，是治疗糖尿病的重要药物靶标，目前已有多种针对于SGLT2的药物（关于SGLT2的工作机理，详见今日BioArt的另一篇专门报道），而针对于 SGLT1的药物也在积极的开发之中。此外，基于SGLT1钠-葡萄糖共转运机制发展的口服补液疗法（Oral Rehydration Therapy）在治疗腹泻方面有着举足轻的重意义。因此，理解钠-葡萄糖转运的蛋白结构及作用机理在生理及医疗方面都有重要意义。

2021年12月8日，斯坦福大学冯亮和Georgios Skiniotis团队在Nature杂志上发表文章 Structure and mechanism of the SGLT family of glucose transporters ，报道了人源SGLT1和同家族的钠-单脂肪酸共转运蛋白SMCT1的近原子分辨率冷冻电镜结构。

这项研究主要揭示了：1，SGLT1作为转运蛋白的结构机理。2, SGLT1如何识别和选择糖分子。3，SGLT1与胆固醇的相互作用以及可能的调控机制。4，SGLT1具有水通道活性的结构基础。5，丰富了我们对钠-葡萄糖转运蛋白家族转运底物选择多样性的理解。

值得一提的是，Nature同期背靠背发表另一篇来自北京大学未来技术学院分子医学研究所陈雷课题组发表题目为 Structural basis of inhibition of the human SGLT2-MAP17 glucose transporter 的文章，报导了人源SGLT2-MAP17复合物与抑制剂恩格列净结合的2.95Å冷冻电镜结构。同时还配发了来自瑞典斯德哥尔摩大学David Drew撰写的News & Views，高度评价了这两项紧密相关的家族蛋白的工作机理。

冯亮实验室博士后韩蕾，Georgios Skiniotis 实验室博士后屈前辉（现为复旦大学生物医学研究员PI）、Ron Dror实验室博士后Deniz Aydin为本文的共同第一作者。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41586-021-04211-w

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04212-9