?;撬幔═aurine),是一種由含硫氨基酸轉(zhuǎn)化而來(lái)的氨基酸,廣泛分布于體內(nèi)各個(gè)組織和器官,主要以游離狀態(tài)存在于組織間液和細(xì)胞內(nèi)液中,因最先于牛膽汁中發(fā)現(xiàn)而得名。常見(jiàn)的功能飲料中就添加有牛磺酸,以補(bǔ)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?;撬岬男鹿δ?mdash;—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(guó)科學(xué)院上海藥物所徐華強(qiáng)團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院馬雄教授團(tuán)隊(duì)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(yùn)體(TauT)的冷凍電鏡結(jié)構(gòu),揭示了它精準(zhǔn)轉(zhuǎn)運(yùn)?;撬岵⒛孓D(zhuǎn)細(xì)胞衰老的機(jī)制,這項(xiàng)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。
牛磺酸:身體中的“多面手”
?;撬犭m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(hù)心臟、維持肝功能、助力生殖健康、延緩衰老……它就像細(xì)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(xì)胞中負(fù)責(zé)運(yùn)輸?;撬岬恼俏挥诩?xì)胞膜上的?;撬徂D(zhuǎn)運(yùn)體(TauT,其由SLC6A6基因編碼)。一旦 TauT “罷工”,?;撬崛狈?huì)引發(fā)肝損傷、心肌病、視網(wǎng)膜退化甚至加速衰老。
然而,TauT 與牛磺酸的結(jié)合以及對(duì)?;撬岬霓D(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制等基本問(wèn)題,尚未得到解答。
冷凍電鏡下的“分子特寫(xiě)”:TauT如何工作?
研究團(tuán)隊(duì)利用冷凍電鏡技術(shù),首次以原子級(jí)分辨率解析了?;撬徂D(zhuǎn)運(yùn)體(TauT)的多個(gè)工作狀態(tài):從“空載待命”(apo狀態(tài))到“裝載?;撬帷钡膭?dòng)態(tài)過(guò)程。
研究發(fā)現(xiàn):
1、精準(zhǔn)識(shí)別:?;撬岬幕撬峄瘛拌€匙”一樣插入 TauT 的特定凹槽,與多個(gè)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(diǎn)(S1),TauT 還設(shè)有“中轉(zhuǎn)站”(S2-S3位點(diǎn)),形成一條從細(xì)胞外到細(xì)胞內(nèi)的連續(xù)運(yùn)輸通道(圖1d-g)。
3、門控開(kāi)關(guān):TauT 通過(guò)結(jié)構(gòu)變形實(shí)現(xiàn)“內(nèi)向開(kāi)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(qiáng)秘訣:突變實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),破壞 TauT 的“額外門鎖”(例如S464位點(diǎn)),可大幅提升運(yùn)輸效率,為藥物設(shè)計(jì)提供靶點(diǎn)(圖1i-j)。
對(duì)TauT的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)及其在減輕細(xì)胞衰老中的作用
抗衰老實(shí)錘!TauT如何逆轉(zhuǎn)細(xì)胞“老化”?
研究團(tuán)隊(duì)用阿霉素誘導(dǎo)的膽管細(xì)胞衰老模型驗(yàn)證發(fā)現(xiàn):增強(qiáng) TauT 功能可顯著緩解細(xì)胞衰老!
具體機(jī)制在于,TauT 高效運(yùn)輸?;撬?,維持細(xì)胞內(nèi)充足濃度,對(duì)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(diǎn)突變)會(huì)破壞 TauT 結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其牛磺酸運(yùn)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(kāi)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(lái)說(shuō),這項(xiàng)研究首次完整描繪了?;撬徂D(zhuǎn)運(yùn)體(TauT)的“工作藍(lán)圖”,不僅解答了底物識(shí)別與跨膜運(yùn)輸?shù)暮诵膯?wèn)題,更揭示了其在細(xì)胞保護(hù)中的關(guān)鍵角色。未來(lái),科學(xué)家或可通過(guò):
藥物開(kāi)發(fā):設(shè)計(jì) TauT 激動(dòng)劑,提升牛磺酸吸收,治療衰老相關(guān)疾病。
精準(zhǔn)醫(yī)療:針對(duì) TauT 基因突變患者,開(kāi)發(fā)個(gè)性化干預(yù)方案。
健康應(yīng)用:優(yōu)化飲食中牛磺酸攝入(例如海鮮、紅肉),或開(kāi)發(fā)功能性補(bǔ)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(xiàng)研究讓我們離“健康長(zhǎng)壽”的夢(mèng)想更近一步?;蛟S在不久的將來(lái),激活 TauT 會(huì)成為對(duì)抗衰老、守護(hù)器官健康的“超級(jí)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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