2022年3月15日，上海學院生命科學大學李龍研究員課題組在Cell刊物發表一篇題為“ofainlipid”的研究論文。該論文報導了磷脂轉運酶（lipid）在不同脂膜中的氫鍵變化，首次發覺該蛋白家族的靜息狀態，為理解細胞膜非對稱性的產生提供了重要的分子基礎。
論文截圖
真核細胞的細胞膜中細胞膜穩態劑，雙分子層中的磷脂分子呈非對稱分布：不同的磷脂分子按照其腹部絡合物的性質不同，被選擇性地富集于細胞質兩側或則細胞外右側。這些非對稱分布是細胞諸多生理反應的基礎。諸如，使得細胞膜彎曲，開啟細胞膜分泌途徑；推動血液融化、調控細胞自噬，以及介導寄主細胞和病毒的互相作用等諸多生理過程。本篇論文的研究對象磷脂轉運酶是一類多次跨膜的四型P-type（P4-）。在ATP酯化的驅動下，可以選擇性地將不同的磷脂分子從細胞膜兩側轉運至外側，進而調控和維持細胞膜的非對稱性。之前已報導的P4-家族的蛋白結構都是在去垢劑（）環境中獲得的。考慮到P4-與磷脂雙分子層的緊密聯系，李龍課題組借助脂納米盤（lipid）技術，將P4-解構到磷脂雙分子層環境中，借助結構生物學和生物物理等技術手段探究其工作機理。
作者以酵母中選擇性轉運磷脂酰膽堿（）的P4-、Dnf1蛋白為代表性研究對象，將其倒入富含酵母天然脂分子組分的納米盤中，借助冷藏電鏡解析其結構，發覺了一種在整個P-家族中都從未報導過的蛋白構型。在這些氫鍵中，Dnf1跨膜區中的脂分子轉運溝被破壞，很可能喪失了轉運脂分子的能力。物理交聯實驗顯示該構型在細胞中廣泛存在。細胞螢光流式剖析否認，當Dnf1被鎖在這個構型時，細胞轉運磷脂酰膽堿的效率明顯減少。因而這些新的構型很可能代表Dnf1在細胞中的靜息狀態。接出來，作者改變納米盤中的磷脂組分細胞膜穩態劑，借助冷藏電鏡單顆粒剖析發覺，當轉運底物磷脂酰膽堿在脂膜中的比列增加時，Dnf1自發地發生重大構型變化，恢復到活性狀態，跨膜區的脂分子轉運溝重新產生。這一系列實驗闡明Dnf1可以感知細胞膜磷脂雙分子層的組分變化，改變構型以滿足磷脂轉運的須要。細胞膜的磷脂組分與磷脂轉運酶的活性存在相互影響調節的精致關系（如圖）。
Dnf1-Lem3復合物工作調控模型
李龍為該論文的通信作者，博士后許金坤為該論文的第一作者，博士生何以琳全程參與各項實驗，為研究做出重要貢獻，吳曉飛參與了冷藏電鏡樣品制備和數據搜集。生科院冷藏電鏡平臺，非常是王國鵬博士在數據搜集方面提供了幫助，鳳凰工程呂紅霞博士在流式剖析中提供了支持。生科院蛋白平臺提供了眾多儀器和技術支持。該項研究得到了清華-北大生命科學聯合中心、膜生物學國家重點實驗室、國家自然科學基金、中國博士后科學基金和中心博士后基金的經費支持。