我国科学技能大学生命科学与医学部陈宇星教授和周丛照教授课题组使用单颗粒冷冻电镜技能解析了分辨率约为3.3Å的人类胆固醇外排转运蛋白ABCG1与底物胆固醇、ATP及鞘磷脂分子复合物三维结构。根据结构展开的一系列生物化学和细胞生物学研讨，提醒了胆固醇经由ABCG1跨膜外排的分子机制，发现胆固醇接收器和膜上鞘磷脂分子是外排活性所必需的。相关研讨成果以“Structure and Transport Mechanism of the Human Cholesterol Transporter ABCG1”为题于2022年1月25日在线宣布在《
胆固醇作为哺乳动物细胞质膜的主要成分，在保持膜流动性和安稳才能以及组成胆汁酸、类固醇激素和维生素D等代谢进程中发挥着要害作用。细胞内剩余的胆固醇可以终究靠逆向胆固醇运送(RCT)途径从外周组织细胞转移到肝脏。当RCT功用反常时，胞内的胆固醇会过度累积，最终导致动脉粥样硬化，即现在全球榜首的致死疾病。ABCG1作为RCT途径中担任向胞外转运胆固醇的要害膜蛋白，其功用反常与动脉粥样硬化等严重疾病具有高度相关性。
该文报导了ABCG1一个出现向胞内开口构象的三维结构。因为一起结合了ATP和底物分子，该结构处于构象变化替换的中心态。根据结构剖析、生物化学和细胞生物学试验，作者判定了ABCG1结合胆固醇底物的氨基酸残基，阐释了蛋白-底物的相互作用形式，并发现在底物结合口袋出口处存在一组苯丙氨酸残基关于底物转运很重要。相应的生物化学试验提醒了ABCG1活性一起依赖于胆固醇接收器—高密度脂蛋白HDL。研讨人员还凭借质谱技能，发现在蛋白底物结合口袋邻近特异性结合的鞘磷脂组分。结构剖析和功用试验成果为，该鞘磷脂分子是ABCG1介导胆固醇转运所必需的。根据上述试验成果，作者提出了一个ABCG1介导胆固醇外排机制模型：鞘磷脂帮忙胆固醇与ABCG1结合，并参加构成完好的结合口袋以安稳底物分子，胞外结合的HDL促进胆固醇从ABCG1底物口袋中外排（图1）。该研讨不只提醒了ABCG1与胆固醇的相互作用形式以及HDL关于胆固醇外排转运的重要性，也加强完善了胆固醇代谢的调控网络，对胆固醇代谢失调相关疾病的防治具有极端严重的理论指导意义。
我国科学技能大学生命科学与医学部陈宇星教授、周丛照教授和侯文韬特任副研讨员为该论文的一起通讯作者，徐达博士为该论文的榜首作者。冷冻电镜数据搜集作业在我国科学技能大学生物成像中心完结。该研讨作业得到了西湖大学生命科学学院李颜颜研讨员和我国科学技能大学无膜细胞器与细胞动力学教育部要点试验室姚雪彪教授、杨丰瑞博士的大力协助，并得到了来自科技部、国家自然科学基金委和我国科学院的赞助。