近日，我院陈历明副教授在英国《生理学杂志》（The Journal of Physiology）发表研究论文，报道了一个胞外环结构在决定离子跨膜转运蛋白NCBT的生电性或者电中性中起着非常关键的作用。

钠离子偶联的碳酸氢根转运蛋白(Na-coupled HCO3- transporter，简称NCBT)属于SLC4家族，NCBT包括五个不同基因的产物。这些NCBT蛋白在细胞pH调控和HCO3-跨膜运输中起着非常重要的作用，对于维持机体的生理学环境稳态具有重要意义，与一系列重大疾病有着密切关联。共转运的离子化学比（stoichiometry）是离子转运蛋白一个基本的生物物理学特性，具有非常重要的生理学意义。根据共转运过程中阴离子和阳离子的比例，离子转运蛋白有生电性的（electrogenic）和电中性的（electroneutral）。

在五种NCBT中，NBCe1是生电性的，介导Na⁺和HCO3-共转运的离子比为1:2 或者1:3，因而NBCe1的离子转运活动会引起细胞膜电位的变化；而NBCn1是电中性的，介导Na⁺和HCO3-共转运的离子比为1:1，其离子转运活动不会引起细胞膜电位的变化。目前关于这些蛋白离子转运的分子机制，在很大程度上仍然未知。这些NCBT的一级序列高度同源，一个关键的问题是：决定这些NCBT的离子转运模式是生电性或者电中性的结构基础是什么？陈历明等通过构建一系列NBCe1和NBCn1的杂合体，通过电生理学研究发现，NCBT的第四个胞外环结构(the fourth extracellular loop，EL4)是决定NCBT的离子转运的化学比的关键结构元件。他们发现，用NBCn1的EL4取代NBCe1相应的部分，即可将NBCe1转变为一个具有活性的电中性的转运蛋白。相反地，用NBCe1的EL4取代NBCn1的EL4，可以将一个电中性的杂合体转变为生电性的转运蛋白。

英国《生理学杂志》(The Journal of Physiology) 是生理学领域的顶级期刊之一。据文章作者所知，改变一个胞外环结构就能引起离子跨膜转运蛋白的生电性/电中性这个基本物理学特性有如此显著的改变，他们的发现是第一个这样的例子。