線粒體丙酮酸轉(zhuǎn)運蛋白（MPC）是連接細(xì)胞溶質(zhì)糖酵解和線粒體氧化磷酸化的中心代謝物，負(fù)責(zé)將丙酮酸轉(zhuǎn)運進入線粒體基質(zhì)。因此，它充當(dāng)著關(guān)鍵的代謝“守門人”，在細(xì)胞代謝中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。此外，MPC 還是治療糖尿病、非酒精性脂肪性肝炎以及神經(jīng)退行性疾病藥物的關(guān)鍵靶點。
然而，盡管 MPC 在生理和醫(yī)學(xué)中發(fā)揮重要作用，但其轉(zhuǎn)運功能的分子機制以及藥物如何抑制 MPC，目前仍不清楚。
2025 年 3 月 5 日，斯坦福大學(xué)馮亮團隊（何崢、張建秀為共同第一作者）在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了題為：Structure of mitochondrial pyruvate carrier and its inhibition mechanism的研究論文。
該研究利用冷凍電鏡技術(shù)解析了人源線粒體丙酮酸轉(zhuǎn)運蛋白（MPC）的多種構(gòu)象狀態(tài)，并揭示了其底物結(jié)合和小分子抑制機制。這一成果為深入理解 MPC 功能機制和設(shè)計靶向藥物奠定了分子基礎(chǔ)，是線粒體轉(zhuǎn)運研究的一項重大進展。
在這項最新研究中，研究團隊成功表達并純化了人源 MPC1-MPC2 復(fù)合物，并利用冷凍電鏡（cryo-EM）技術(shù)解析出多組高分辨率蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)，從而確定了這一重要轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)，描繪了其底物結(jié)合位點和易位途徑，并揭示了其主要構(gòu)象狀態(tài)。這些結(jié)果解決了長期以來關(guān)于 MPC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和寡聚狀態(tài)的問題，提供了其在轉(zhuǎn)運過程中的分子變構(gòu)機理，為深入理解其功能機制提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
接下來，研究團隊進一步分析了 MPC 的三種小分子抑制劑——UK5099、AKOS005153046和噻唑烷二酮（TZD）衍生物 GW604714X 與其結(jié)合及發(fā)揮抑制作用的機制。
這些發(fā)現(xiàn)為理解 MPC 的功能提供了分子基礎(chǔ)，并為開發(fā)更有效的靶向 MPC 的治療試劑鋪平了道路。
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