ABCB10是位于線粒體內(nèi)膜的ABC轉(zhuǎn)運蛋白超家族的成員，在血紅蛋白合成,、抗氧化應(yīng)激和線粒體鐵轉(zhuǎn)運蛋白-1中起著至關(guān)重要的作用,。最近研究發(fā)現(xiàn)ABCB10是線粒體中膽綠素的輸出蛋白，然而ABCB10輸出膽綠素的分子機制仍不清楚,。4月11日,，《自然·通訊》（Nature Communications）在線刊發(fā)了華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院歐陽珠清教授團隊題為“Cryo-EM structures of mitochondrial ABC transporter ABCB10 in apo and biliverdin-bound form”（線粒體ABC轉(zhuǎn)運蛋白ABCB10原型以及膽綠素結(jié)合的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)）的研究論文，該研究分別以3.67 ?和2.85 ?分辨率報告了轉(zhuǎn)運蛋白ABCB10（ABCB10-apo）和膽綠素結(jié)合形式ABCB10（ABCB10-BV）的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。ABCB10-apo采用寬開口構(gòu)象,，因此可以代表apo形式結(jié)構(gòu),。ABCB10-BV形成閉合構(gòu)象，膽綠素位于一個單體的疏水口袋中,，通過氫鍵與另一個單體相互作用,。該研究還鑒定了夾在BVs中的膽固醇，膽固醇激活A(yù)BCB10的ATP酶活性以及熱穩(wěn)定性,。
線粒體是雙層膜細胞器,，是三磷酸腺苷（ATP）及胞內(nèi)有害的副產(chǎn)物活性氧（ROS）的主要供應(yīng)來源。超氧化物和過氧化氫（H2O2）是線粒體中ROS的主要形式,，會損害細胞,，必須清除。一個已知的H2O2清除劑是膽紅素（BR）,，它可以被氧化成膽綠素（BV）,。然后將BV輸出到細胞質(zhì)中，在胞質(zhì)通過膽綠素還原酶（BLVRA）將其還原為BR,。BR具有高親脂性,，可以通過被動擴散穿過線粒體膜，然后BR被H2O2氧化并完成循環(huán),。這個周期的一個關(guān)鍵步驟是親水性BV的外排,。最近，據(jù)報道,，BV通過ABC轉(zhuǎn)運蛋白ABCB10從線粒體中輸出,。
膽綠素（BV）-膽紅素（BR）循環(huán)
ABC轉(zhuǎn)運蛋白作為一種超大膜轉(zhuǎn)運蛋白家族，普遍存在于從細菌到人類的所有生物體中,。其通過結(jié)合ATP并利用水解ATP產(chǎn)生的能量來跨膜運輸?shù)孜?。ABC轉(zhuǎn)運蛋白可以吸收營養(yǎng)物質(zhì)如維生素、微量金屬和生物合成前體,，也可以輸出物質(zhì)如甾醇，代謝物,，脂質(zhì)和藥物,。ABC轉(zhuǎn)運蛋白的突變或功能障礙與多種疾病有關(guān)，例如糖尿病,、遺傳疾病,、囊性纖維化等。ABC轉(zhuǎn)運蛋白還參與腫瘤細胞的多藥耐藥性,，因為它們可以輸出化療藥物,。
大多數(shù)ABC轉(zhuǎn)運蛋白，尤其是輸出蛋白，起到同源二聚體的作用,。每個單體包含兩部分,，跨膜結(jié)構(gòu)域（TMD）和核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域（NBD）。位于胞質(zhì)中負責(zé)ATP結(jié)合和水解的NBDs非常保守,?？缒そY(jié)構(gòu)域TMD不保守以適應(yīng)底物的多樣性。ABCB10是ABC轉(zhuǎn)運蛋白超家族的成員,，位于人類線粒體的內(nèi)膜中,，NBDs在線粒體基質(zhì)內(nèi)。它首先通過篩選紅系分化過程中受轉(zhuǎn)錄因子GATA-1調(diào)控的基因而被鑒定,，并被命名為ABC-me（ABC-線粒體紅系）,。后來發(fā)現(xiàn)它在抗氧化應(yīng)激和鐵轉(zhuǎn)運蛋白的穩(wěn)定中起著至關(guān)重要的作用。ABCB10對血紅蛋白合成和紅細胞生成至關(guān)重要,，ABCB10敲除小鼠在妊娠第12.5天死亡,。肝臟中的ABCB10缺失對肥胖小鼠免受胰島素抵抗，脂肪變性和高血糖癥的保護,。多藥耐藥樣蛋白1（Mdl1）是ABCB10的酵母菌同源物,，被鑒定為分子量為600-2100kDa的轉(zhuǎn)運多肽。因此,，假設(shè)ABCB10是一種肽轉(zhuǎn)運蛋白,。最近，Shum等人證明ABCB10的底物是膽綠素（BV）,。然而,，膽綠素是否可以直接與ABCB10相互作用，以及ABCB10如何從線粒體中輸出膽綠素尚不清楚,。
該研究報告了以apo和膽綠素結(jié)合形式的ABCB10的冷凍電鏡結(jié)構(gòu),。ABCB10-BV形成閉合構(gòu)象，膽綠素位于一個單體的疏水口袋中,，通過氫鍵與另一個單體相互作用,。該研究者還鑒定了夾在兩個BV中的膽固醇分子，并預(yù)測膽固醇可能作為ABCB10輸出BV的輔助因子,。綜上所述,，膽固醇有可能通過ABCB10與BV共同出口來促進ROS清除，還需要更多的研究來驗證這一假設(shè),。
華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院歐陽珠清教授為論文唯一通訊作者,。該研究獲得國家自然科學(xué)基金面上項目、重大研究計劃（培育項目）等項目的資助,。
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