科學家解密葡萄糖代謝關鍵酶

中國科學院生物物理研究所趙巖團隊近期發現揭示了人葡萄糖-6-磷酸酶催化亞基1（hG6PC1）識別及催化不同底物的結構基礎，描繪了酶-底物誘導契合的動態過程，并為磷脂酰絲氨酸（PS）調控hG6PC1活性的潛在機制提供了新見解。相關論文7月15日發表于《細胞發現》。

在能量代謝中，葡萄糖是絕大多數生物最根本的能量來源，其穩態通過糖原合成、糖原分解、糖酵解和糖異生等多種途徑嚴格調控。hG6PC1是人體內葡萄糖代謝的關鍵酶，其功能異常或突變會導致嚴重的代謝性遺傳病。此外，hG6PC1活性升高與糖尿病中的葡萄糖代謝紊亂密切相關，因此成為治療糖代謝紊亂的重要靶點。盡管已有研究揭示了hG6PC1的部分催化機制，但其系統的分子機制尚不明確。

該研究深入揭示了hG6PC1識別不同底物、發生構象變化以及進行催化的分子基礎，并系統闡明了GSD-1a致病突變對酶功能的直接影響。此外，該研究首次報道了PS 對hG6PC1 活性的調節作用。這些發現為針對GSD-1a 的合理藥物設計提供了基礎，并基于PS 結合位點構建了藥物設計框架，從而為有效治療葡萄糖代謝紊亂開辟了廣闊前景。

中國科學院生物物理研究所趙巖研究員為該論文的通訊作者，中國科學院生物物理研究所博士生陳琦浩、王宇航、黎仁杰為共同第一作者。此外，中國科學院生物物理研究所博士生白秦儒也為該研究提供了幫助。該研究得到科技創新2030"腦科學與類腦研究"重大項目、國家重點研發計劃項目、中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃和國家自然科學基金的資助。冷凍電鏡數據收集得到北京大學現代農業研究院生物微觀結構研究平臺的技術支持。

相關論文信息：https://www.nature.com/articles/s41421-025-00814-z