《自然通讯》在线发表食品营养与人类健康高精尖创新中心林合宁教授团队研究成果

31.08.2018  15:33

本网讯 8月22日,国际综合学术刊物《自然通讯》(Nature Communications)在线发表了我校食品营养与人类健康高精尖创新中心首席科学家林合宁教授团队与中国农业科学院蜜蜂所的题为“Architecture of the native major royal jelly protein 1 oligomer”的研究论文。

我校食品营养与人类健康高精尖创新中心岗位科学家、林合宁教授团队的陈忠周教授课题组多年来一直从事表观遗传相关的重要蛋白的结构解析与研究。蜜蜂的级型分化主要是指基因完全一致的蜜蜂雌性幼虫在不同的条件下发育成生殖个体蜂王和非生殖个体工蜂。蜜蜂的级型分化是一种典型的表观遗传现象,目前的研究表明:造成蜜蜂级型差异的主要原因是幼虫的食物存在明显的差异。蜂王浆在蜜蜂的生长发育和级型分化过程中起着重要的作用,决定蜜蜂个体的级型分化。MRJP1蛋白是蜂王浆中含量最多的蛋白,对蜜蜂本身的生长发育以及对人体中具有重要作用是不容置疑的。大量研究证实其具有抗菌、抗氧化和衰老、降血压、抗肿瘤、降低胆固醇、抗疲劳、胰岛素样活性、提高细胞免疫系统功能以及预防骨质疏松等作用。

在这篇论文中,研究者以MRJP1低聚体为研究对象,由于重组表达获得的蛋白量有限,难以用于大量的蛋白结晶实验,选用天然王浆为原料提取MRJP1,经过去糖基化获得MRJP1低聚体的晶体,利用同步辐射光源X射线采集衍射数据。首次解出MRJP1低聚体蛋白的结构,该结构由4个MRJP1分子,4个小肽apisimin分子以及8个24-亚甲基胆甾醇分子组成。这也是MRJP1、apisimin以及24-亚甲基胆甾醇的结构的首次报道,并且首次发现24-亚甲基胆甾醇与蛋白分子形成大的异质复合物存在于王浆中。小肽apisimin对于16分子异质复合物的形成具有重要的作用。

该结构的解析,首先在结构角度解释了MRJP1低聚体比MRJP1单体稳定的原因。其次,该结构解释了MRJP1低聚体没有单体诱导级型分化的作用,可能由于16分子结构紧密而阻碍了级型分化下游信号通路。另外,由于24-亚甲基胆甾醇本身具有降低胆固醇的作用,该发现同时也解释了MRJP1具有降胆固醇的活力。

我校食品营养与人类健康高精尖创新中心岗位科学家、生物学院陈忠周教授为该论文的通讯作者,中国农业科学院蜜蜂所田文礼、我校食品营养与人类健康高精尖创新中心科研助理李敏、岗位科学家、食品学院郭慧媛副教授及中国农业科学院蜜蜂所彭文君研究员为本文的共同第一作者。本研究获得了国家自然科学基金和国家重点研究开发项目等的资助,还得到了上海光源BL17U、BL19U1、BL19U2线站和中国科学院高能物理所1W2A 、4B8线站的支持和帮助。