结构生物化学实验室

ATP8B1——治疗肝内胆汁淤积的新希望


日期:2022-06-14     浏览:5416次

背景介绍

2022330 ,中国科学技术大学生命科学学院周丛照教授、陈宇星教授课题组在《美国科学院院报》(PNAS)上发表了一篇题为“Structural insights into the activation of autoinhibited human lipid flippase ATP8B1 upon substrate binding”的研究论文。该对人类磷脂翻转酶ATP8B1-CDC50及其与生理底物磷脂酰丝氨酸复合物进了结构和功能分析,揭示了ATP8B1在底物和肝内胆酸盐共同作用下的“自抑制-抑制解除-酶活增强”的精细调控机制,为胆汁淤积症等疾病的治疗干预和药物设计提供了理论基础。


一入学术深似海,一篇优秀文章的顺利发表,仿佛是一个孕育新生儿的过程,从抓住灵感、挖掘创新点,到不断论证、反复实验,再到论文撰写、投稿、修改,最后到文章接收的那一天,才算是历经“十月怀胎”到最后的瓜熟蒂落。在这个过程中,每天都会发生很多的故事,或鼓舞兴奋,或心酸沉重。我们特别邀请了这篇文章的第一作者,来自周从照、陈宇星师课题组的程梦婷师姐(博后)和陈宇师兄(博士生),来为我们分享文章发表背后的心路历程和科研感悟。




程梦婷(左)和陈宇(右)接受采访


1这个课题是如何选定的,怎么发现了这个酶?实验进行了多久?

程梦婷、陈宇:课题的选定,一般来说,还是与实验室的研究方向有关。然后在研究过程中,遇到某个通路或者蛋白时,发现有趣的或者还没有相关功能报道时,再深入探索。我们实验室有一个和肝肠循环相关的研究方向,我们发现有一些膜蛋白和胆汁淤积症相关,因而将这些相关的蛋白作为研究靶标。ATP8B1只是其中的一个,还有一些其他相关的蛋白,后续也会做。我们一般在做细胞时都要筛靶标,筛一下蛋白能不能表达。当时恰好筛出来了,然后就往下尝试着去做。


2文章的撰写和投稿的过程是否顺利呢?历时多久?

程梦婷:文章大概在20215月准备开始撰写,10月中旬投稿PNAS20222月下旬正式接收,约四个半月的时间。尽管后期还是补了不少实验来回答审稿人的问题,但总体而言,投稿过程还算顺利。



3、 结构和功能解析过程中遇到的最难的突破点在哪里?如何解决的呢?

陈宇:对底物结合结构解析制样过程进行了一段时间的摸索。如果磷脂浓度过低,可能会导致其不能有效进入底物结合口袋,而如果浓度过高,则会影响冷冻电镜样品的冰层厚度,因此,合理设置底物的浓度至关重要。功能鉴定过程主要难点在ATP8B1激活剂胆酸盐的发现,我们的结构表明,ATP8B1最稳定的构象是自抑制构象,这也就直接导致了哪怕在高浓度底物存在时,其活性远低于它的同源蛋白。也是比较偶然的一次机会吧,在一次偶然的实验中,发现胆酸盐能够极大地促进ATP8B1的活性,而胆酸盐广泛存在于ATP8B1所处的生理环境中,这也是我们这篇文章的一个比较有新意的点。


4这篇合作文章背后如何分工才能更好发挥各人优势?

陈宇:利用每个人所擅长的能力进行合理分工,会极大地加快研究速度。比如文章中结构的解析由共一作者陈宇完成,而基于结构的功能方面的研究及设计由共一作者程梦婷完成。


5你们眼中的导师是怎么样的呢?

陈宇:周老师工作认真,对科研永远都充满热情,具有丰富的想象力和敏锐的洞察力。陈老师温柔知性,不仅会在科研生活中给予指导和帮助,对我们的生活和思想动态也时刻关心。两位老师严谨的科研态度和积极向上的生活方式时刻影响着我们,使我们实验室整体具有轻松愉快又和谐共进的生活和科研氛围。


6.关于对科研还是就业的选择,有什么好的建议吗?对一年级同学有什么科研上的建议?

陈宇:关于这个问题要考虑的因素很多,其中就我个人而言比较重要的是你在现在这个实验室待的开不开心,如果你在一个实验室很开心,同时你还比较喜欢你现在这个方向,这就说到兴趣问题了,那我觉得就可以选择读博,在科研路上继续努力一下。

陈宇:对一年级同学来说,我认为首先你们对未来的期望不要太高,因为有的时候当你们真正进入到实验室的时候,会感觉做实验室是一件很枯燥的事情,每天都在重复。我们需要有一定的期望,但是同时也要对失败有一个合理的预期。就比如我现在做实验时我就会觉得失败是正常的,而成功才是相对来说不常见的。其实看任何一篇文章,如果你站在上帝视角做实验的话,可能大概就只是两三个月的工作量,但你真的把这个条件摸出来还是需要很久的。其次就是在一年级时把文化课学扎实,把基础打牢固,在后期的科研过程中也会更如鱼得水一些。



7.如何缓解科研压力?

程梦婷:把心态放平一点。毕业嘛,大不了就是晚两年。我认为,第一,要固定作息时间,身体才是最大的资本;第二,勇于接受现实,胜败乃兵家常事,大不了从头再来;第三,给自己制定一个短期目标,焦虑有时来源于想得多做得少,把自己的想法及时落实是缓解焦虑的好方法。


8. 对师弟师妹们在校科研工作总体上还有哪些建议呢?

程梦婷、陈宇:

  1. 兴趣是科研的不懈动。从事基础研究,本身是项漫且枯燥的作,培养对自己的研究方向的兴趣,就显得常重要;

  2. 大量阅读文献,了解各项研究热点,搭建思维框架,为科研奠定基础;反复进实验,熟能生巧;在此基础上进经验总结和思维创新。

  3. 勤学好问、团队协作、良好的学习氛围有利于提⾼⼯作效率,帮助我们少弯路。遇到问题时要及时找出原因和解决办法,当卡在某个关卡很久时,不妨向前辈取取经,或许会节省量时间。

  4. 的敌⾃⼰⼈⽣不如意十之九,要学会及时调整态。

  5. 合理的个⼈⽬标或预期,找到适合⾃⼰⼈⽣之路并为之不懈努⼈⽣道路不总是顺的,在⼈⽣的不同时期要对⾃⼰合理定位,尽做好⾃⼰



供稿:生命科学学院所系结合研究生党支部

采访:常红艳 曹振楸 徐林莉

稿件撰写:杨金莹


原文链接:https://biox.ustc.edu.cn/2022/0608/c24358a557819/page.htm