?;撬幔═aurine),是一種由含硫氨基酸轉(zhuǎn)化而來的氨基酸,廣泛分布于體內(nèi)各個組織和器官,主要以游離狀態(tài)存在于組織間液和細胞內(nèi)液中,因最先于牛膽汁中發(fā)現(xiàn)而得名。常見的功能飲料中就添加有?;撬幔匝a充能量,改善疲勞。
更重要的是,最近關(guān)于?;撬岬难芯拷舆B登上三大頂刊 Science、Cell 和 Nature,這些研究揭示了牛磺酸的新功能——抗衰老【1】、提高癌癥治療效果【2】,以及抗肥胖【3】。
2025年3月20日,中國科學(xué)院上海藥物所徐華強團隊與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院馬雄教授團隊合作,在 Cell Research 期刊發(fā)表了題為:Structural basis of augmenting taurine uptake by the taurine transporter in alleviating cellular senescence 的研究論文【4】。
該研究解析了?;撬徂D(zhuǎn)運體(TauT)的冷凍電鏡結(jié)構(gòu),揭示了它精準轉(zhuǎn)運?;撬岵⒛孓D(zhuǎn)細胞衰老的機制,這項發(fā)現(xiàn)不僅解答了多年科學(xué)難題,更為抗衰老和疾病治療提供了全新方向。
?;撬幔荷眢w中的“多面手”
牛磺酸雖然最初在牛膽汁中發(fā)現(xiàn),但卻是人體不可或缺的“全能選手”:保護心臟、維持肝功能、助力生殖健康、延緩衰老……它就像細胞里的“充電寶”。然而,人體自身合成?;撬岬哪芰τ邢?,主要依賴飲食吸收。細胞中負責運輸?;撬岬恼俏挥诩毎ど系呐;撬徂D(zhuǎn)運體(TauT,其由SLC6A6基因編碼)。一旦 TauT “罷工”,?;撬崛狈l(fā)肝損傷、心肌病、視網(wǎng)膜退化甚至加速衰老。
然而,TauT 與?;撬岬慕Y(jié)合以及對?;撬岬霓D(zhuǎn)運機制等基本問題,尚未得到解答。
冷凍電鏡下的“分子特寫”:TauT如何工作?
研究團隊利用冷凍電鏡技術(shù),首次以原子級分辨率解析了牛磺酸轉(zhuǎn)運體(TauT)的多個工作狀態(tài):從“空載待命”(apo狀態(tài))到“裝載?;撬帷钡膭討B(tài)過程。
研究發(fā)現(xiàn):
1、精準識別:?;撬岬幕撬峄瘛拌€匙”一樣插入 TauT 的特定凹槽,與多個氨基酸形成氫鍵和鹽橋,確保結(jié)合專一性(圖1a-b)。
2、多重關(guān)卡:除了核心結(jié)合位點(S1),TauT 還設(shè)有“中轉(zhuǎn)站”(S2-S3位點),形成一條從細胞外到細胞內(nèi)的連續(xù)運輸通道(圖1d-g)。
3、門控開關(guān):TauT 通過結(jié)構(gòu)變形實現(xiàn)“內(nèi)向開放”和“外向封閉”,好比一道旋轉(zhuǎn)門,防止?;撬帷暗沽鳌保▓D1h)。
4、增強秘訣:突變實驗發(fā)現(xiàn),破壞 TauT 的“額外門鎖”(例如S464位點),可大幅提升運輸效率,為藥物設(shè)計提供靶點(圖1i-j)。
對TauT的結(jié)構(gòu)認識及其在減輕細胞衰老中的作用
抗衰老實錘!TauT如何逆轉(zhuǎn)細胞“老化”?
研究團隊用阿霉素誘導(dǎo)的膽管細胞衰老模型驗證發(fā)現(xiàn):增強 TauT 功能可顯著緩解細胞衰老!
具體機制在于,TauT 高效運輸牛磺酸,維持細胞內(nèi)充足濃度,對抗氧化應(yīng)激和 DNA 損傷。該研究還發(fā)現(xiàn),臨床中觀察到的 TauT 致病突變(例如 A78E、G399A 位點突變)會破壞 TauT 結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其?;撬徇\輸能力暴跌,引發(fā)視網(wǎng)膜退化等疾病。
這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)“激活TauT”的抗衰療法(例如小分子藥物、基因治療)奠定了基礎(chǔ)。
總的來說,這項研究首次完整描繪了?;撬徂D(zhuǎn)運體(TauT)的“工作藍圖”,不僅解答了底物識別與跨膜運輸?shù)暮诵膯栴},更揭示了其在細胞保護中的關(guān)鍵角色。未來,科學(xué)家或可通過:
藥物開發(fā):設(shè)計 TauT 激動劑,提升?;撬嵛?,治療衰老相關(guān)疾病。
精準醫(yī)療:針對 TauT 基因突變患者,開發(fā)個性化干預(yù)方案。
健康應(yīng)用:優(yōu)化飲食中?;撬釘z入(例如海鮮、紅肉),或開發(fā)功能性補充劑。
從分子結(jié)構(gòu)的“驚鴻一瞥”到逆轉(zhuǎn)衰老的“生命密碼”,這項研究讓我們離“健康長壽”的夢想更近一步?;蛟S在不久的將來,激活 TauT 會成為對抗衰老、守護器官健康的“超級武器”!
論文鏈接:
1. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn9257
2. https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)00303-9
3. https://www.nature.com/articles/s41586-024-07801-6
4. https://www.nature.com/articles/s41422-025-01090-y
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