磷是人体含量第六多的常量元素，每个成年人大约含有1公斤的磷。汉代文学家王逸在《九思·哀岁》曾写下“神光兮颎颎，磷火兮荧荧”，其间的“磷火”正是尸身降解过程中产生的磷化氢自燃导致的。1669年，德国化学家亨尼格·布兰德在寻觅“哲人石”的过程中，从50桶人类尿液中意外得到一种像地蜡的物质，可以宣布蓝绿色的火焰。
而现代研讨标明，磷简直参加生命体一切的生理进程：磷酸盐是骨骼和牙齿的主要成分；磷参加酸碱平衡；蛋白质把磷酸化/去磷酸化作为信号调理细胞代谢。
更重要的是，人体有一套调理磷酸盐的稳态的体系，通过操控磷酸盐的吸收和外排，来保持机体的磷酸盐平衡。其间，XPR1是哺乳动物中现在已知仅有的磷酸盐外排蛋白。
据姜道华介绍，成年人每日从食物中获取约1000毫克磷酸盐，其间约700毫克磷酸盐在消化体系和泌尿体系中被人们的身体吸收，剩下的磷酸盐在尿液和粪便中被排出体外。被吸收的磷酸盐中，有85%贮存于人体骨骼和牙齿中，14%进入细胞内液，保持细胞内的磷酸盐稳态，约1%的磷酸盐进入血清中，保持人体安排间的磷酸盐稳态。
虽然磷酸盐在人体中如此重要，但过多的磷酸盐堆集，仍会引发许多不良后果，包括肿瘤产生、郁闷和神经元疾病等。因而，将剩余的磷酸盐排出细胞外就显得很重要。
不过，蛋白XPR1是如安在细胞上力挽狂澜，救磷失衡细胞于“水火之中”呢？长期以来都是未解之谜。
开始出现在科学家视界之中的XPR1，是反转录病毒的细胞外表受体。人们后来才连续发现，这个小小的蛋白居然身兼数职。
姜道华和记者说，XPR1除了包括一个跨膜结构域外，还具有一个都会存在于动物、植物和微生物中的“百搭”蛋白SPX结构域。这个“百搭”蛋白作为多磷酸肌醇的感触器，能及时感触细胞内因磷酸盐过量而宣布“SOS”。
从外排磷酸盐，到感知“求救”信号，终究救细胞于“磷”难之时，XPR1终究做了什么？为了探明这一本相，研讨团队解析了XPR1处于封闭、敞开和结合肌醇-6磷酸的3种不同构象的高分辨率结构。
依据结构和功用成果，研讨者发现XPR1中有3个由正电氨基酸构成的位点，使用正负电招引的方法结合磷酸根；当这些磷酸根结合到XPR1后，会诱导XPR1产生构象变化，构成一个贯穿细胞膜的通道，使磷酸根离子流出细胞。
XPR1蛋白十分“聪明”，为了尽最大或许防止过多磷酸根离子的外排导致养分丢失，会使用自己结尾一段柔性络环操控通道开口的巨细。而SPX结构域可以终究靠感触细胞内磷酸肌醇的浓度来调控XPR1外排磷酸根离子的通量。
该研讨发现了XPR1的结构类似于转运蛋白，可是采纳一种新颖的类似于通道的门控机制外排磷酸根，明显不同于绝大多数转运蛋白选用的替换敞开的转运机制。
“这些发现对人体磷酸盐稳态的研讨至关重要。”姜道华说，虽然已获得阶段性发展，但一些核心问题仍需进一步研讨探究，团队未来将在该范畴继续攻关。
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