颜宁获聘新职，担任深圳湾实验室主任 “归去来兮”的她，到底在做些什么？(4)

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2023-03-23 15:08:39 长安街知事

颜宁团队主要研究的对象，就是这些“门”，上面提到的葡萄糖转运蛋白啊，电压门控离子通道啊，都在其列，而且是研究的重点。再具体一点，这些科学家的工作，是用各种生物物理和生化化学方法，去琢磨这些蛋白质“门禁系统”的构造，以及它们放行的对象是谁、具体是怎么运转的。这也是为什么说颜宁是结构生物学家。

结构生物学是一门用各种方法，研究生物大分子空间结构、动态过程和功能的交叉学科。转运蛋白就属于是一种生物大分子。不过，虽然叫“大分子”，它还是非常小，你们想，细胞膜才不到10纳米厚，它上面的蛋白质，能有多大？这个大小，别说眼睛看了，光学显微镜都不顶用，因为光的波长都要几百纳米，用麻绳探针孔，能找着么？电子显微镜倒是可以，但在观察蛋白质方面，它的短板也不少。

首先，大生物分子，它是活的，会动，会改变姿态，在溶液里也不老实待着，而是漂来漂去。咱们要仔细观察活的动物，就说一条鱼吧，是不是最好能想个法子，把鱼给固定住？观察有活性的蛋白质也是如此，要先把它们给固定住。比如说，把蛋白质结晶，也就是把蛋白质放到溶剂里面，让溶液过饱和，再通过降低溶解度，析出蛋白质晶体。但是，我说得简单，实际上，蛋白质大分子的结晶是非常困难的，因为它们的分子链太长，非常容易扭曲、缠到一起，还有很多修饰，就像雾里看花一样。而且结晶的过程，还会受到大量因素的影响，不好控制。所以很多人都说，蛋白质结晶既是一门科学，也是一门艺术。

像颜宁解析的葡萄糖转运蛋白GLUT1，结晶就很困难。这种分子修饰很多，而且高度动态，结构很不稳定。自从1985年鉴定出它的基因序列之后，世界那么多顶尖实验室攻关了近三十年，都没能搞明白它的三维结构。直到颜宁和她的团队，先是通过改变了蛋白的一个氨基酸，去掉了GLUT1的糖基化修饰，又找到GLUT1的一种天然存在的致病突变体，把它多变的结构，锁定到不容易变化的状态，这才成功表达、纯化、结晶，最后通过X射线衍射成像，分析出它的三维晶体结构。这项发现，也是颜宁最有份量的研究成果之一。

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