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近日，中国海洋大学海洋生命学院、海洋生物多样性与进化教育部重点实验室、深海圈层与地球系统前沿科学中心张玉忠教授团队与英国伯明翰大学陈银教授等合作，在PNAS（《美国科学院院刊》）杂志发表题为“Structural basis and evolutionary pathways of glycerol-1-phosphate transport in marine bacteria”（海洋细菌转运甘油-1-磷酸的结构基础及其进化路径）的研究成果。
细胞膜对维持细胞的完整性和功能具有重要作用。细菌和真核生物的细胞膜由脂肪酸和甘油-3-磷酸（G3P）骨架通过酯键连接而成，而古菌由类异戊二烯链通过醚键与甘油-1-磷酸（G1P）相连。古菌在全球海洋的碳和氮生物地球化学循环中发挥着至关重要的作用，而海洋环境中古菌膜脂G1P如何被利用还尚不清楚。
本研究从海洋细菌中鉴定出一种G1P转运蛋白，将其命名为GpxB。系统发育分析表明，GpxB属于有机膦酸盐转运蛋白（PhnT）家族，并广泛分布于海洋微生物中，表层海水中约5%至10%的微生物均含有GpxB。此外，本研究还在细菌中发现了另一种已知可转运G3P的G1P转运蛋白UgpB，该蛋白属于碳水化合物摄取转运蛋白（CUT1）家族。为了探究PhnT和CUT1家族中G1P结合位点形成的进化路径，解析了GpxB和UgpB及其与G1P和G3P复合物的结构（图1）。通过结构和生化分析，揭示了PhnT与CUT1家族中G1P结合位点独立的进化路径。本研究为海洋磷循环提供了新的见解。
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