幾年前，有研究人員曾描述過一個土耳其家庭，其家庭成員以四足行走，因為他們缺乏平衡感。這種情況是由罕見的神經系統(tǒng)疾病CAMRQ（細胞脂質泵的突變所導致）引起的。但是，為什么遺傳錯誤會產生如此嚴重的后果，尚不明確。

    這一發(fā)現，為丹麥一項脂質泵重要功能（所謂的翻轉酶，將脂質從膜的一側翻轉到另一側的酶）的機制研究，提供了靈感。目前，來自丹麥奧胡斯大學的研究人員提出了一個假說，可以解釋翻轉酶如何發(fā)揮作用，從而發(fā)現了困擾研究人員多年的一個基本研究問題的答案。相關研究結果發(fā)表在最近的《PNAS》雜志。

    世界各地研究人員的基本問題

    在細胞中有14種不同類型的翻轉酶。丹麥研究人員與來自瑞士和加拿大的同事合作，對脂質分子如何在兩層細胞膜之間進行轉移，提出了一種模型。在實驗室中，研究人員通過在一種翻轉酶（ATP8A2）上模仿土耳其家族突變，制備了這種模型，然后利用計算機模擬來研究翻轉酶的結構變化。

    本文第一作者、博士后Anna Lindel?v Vestergaard指出：“利用這個模型，我們發(fā)現了被稱為‘巨大底物問題’的可能答案。以前我們一直不能解釋，一個相對較小的蛋白質如何運輸細胞膜中的大脂質分子。自翻轉酶蛋白質的存在和大小變得出名以來，這個根本問題一直困擾著世界各地的研究人員。利用新的知識，我們可以了解突變如何干擾脂質運輸機制，從而以這種方式引發(fā)疾病。”

    基于丹麥的一項諾貝爾獎研究

    這項研究，是基于諾貝爾獎獲得者、丹麥科學家Jens Christian Skou所奠定的研究基礎，他在20世紀50年代首次發(fā)現了細胞泵功能，所謂的鈉鉀泵，并于1997年因發(fā)現鈉鉀泵而被授予諾貝爾化學獎。多年來，鈉鉀泵一直是奧胡斯大學的一個重點研究領域。

    翻轉酶和鈉鉀泵屬于一組泵蛋白，該蛋白組共有36種不同的泵蛋白，存在于人體細胞的細胞膜中。這些泵至關重要，翻轉酶的遺傳缺陷除了引起土耳其家族疾病之外，還可以引起致命的Byler肝臟疾病、非自愿不生育和神經系統(tǒng)疾病，如阿爾茨海默氏病。

    Anna Lindel?v Vestergaard博士稱：“細胞內的36個泵中有14個是翻轉酶。僅僅出于這個原因，我們就有理由相信，它們發(fā)揮了重要的作用。翻轉酶的遺傳缺陷，可能會引起比我們當前認識到的疾病還要更多的疾病?；镜目茖W認識是第一步。從長遠來看，它可以使我們更好地診斷和治療翻轉酶錯誤所引發(fā)的疾病。這一新知識，也可以用于新藥開發(fā)，因為翻轉酶也能轉運脂溶性藥物。一旦我們知道藥物如何能夠進入細胞，它就可以使治療更有針對性和更有效。”

    邁向更多知識的重要一步

    翻轉酶可確保脂質雙層之間有不對稱性，以便于使膜彎曲，這是必要的，以使細胞能夠分裂或融合。這也意味著，翻轉酶在某些過程中具有重要的意義，如胚胎發(fā)育、受精和細胞到血液中的激素排泄。

    本研究通訊作者Peter Andersen教授指出：“我們推測，我們發(fā)現的基本機制，對于人類和動物中所有的翻轉酶來說，都是非常普遍的。所以，這是邁向更多知識的第一步。”