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囊泡谷氨酸轉運體(SLC17)家族的系統發育與結構解析及其跨物種功能演化研究
《Molecular Neurobiology》:Phylogenetic and Structural Analyses of Vesicular Glutamate Transporters
【字體: 大 中 小 】 時間:2025年05月09日 來源:Molecular Neurobiology 4.6
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為解決囊泡谷氨酸轉運體(vGluT1-3)在動物界的進化關系與結構功能未知問題,研究人員通過跨物種系統發育分析結合AlphaFold2和Swiss-Model結構預測,揭示vGluT亞型形成獨立進化簇,跨膜核心區高度保守而末端區域變異顯著,為神經遞質轉運機制研究提供新視角。
囊泡谷氨酸轉運體(Vesicular glutamate transporters, vGluTs)作為溶質載體17(Solute carrier 17, SLC17)家族成員,在哺乳動物中呈現三個高度同源的亞型(vGluT1-3)。盡管該基因家族在動物界廣泛存在,其進化歷程與自然史仍存在認知空白。最新研究通過構建動物界vGluTs的系統發育樹,發現三個明確對應vGluT1/2/3亞型的進化分支,其中無脊椎動物vGluTs位于進化樹根部,展現出最大分歧度。
序列分析顯示,這些轉運體的跨膜核心區域如同精密保存的"分子化石",而N端和C端則像可變的"分子觸角"呈現高度多樣性。結構預測顯示,AlphaFold2模型在跨膜區(Confidence score >90)猶如高清顯微鏡般可靠,但末端和環狀區域則像模糊的衛星圖像;而Swiss-Model構建的結構中,那些與谷氨酸結合相關的關鍵殘基(如Arg88和Asp398)如同精準的導航坐標,在三維空間準確定位。這些發現為理解神經遞質裝載的"分子密碼"及其在物種適應性進化中的作用提供了重要線索。
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