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疟原虫依赖恶性疟原虫（*Plasmodium falciparum*）己糖转运体 PfHT1 摄取糖类，但底物结合如何重塑转运体的能量学特征和糖转运动力学，仍缺乏深入认识。在本研究中，我们考察了葡萄糖如何重组膜转运过程中所涉及的构象景观、转变路径及残基相互作用网络。通过结合超过 800 s 的自适应分子动力学模拟、马尔可夫状态模型、转变路径理论、残基接触分析和图注意力学习，我们重建了载脂状态和葡萄糖结合状态下的构象循环。结果表明，葡萄糖可选择性地稳定具有功能性的外向开放态、闭塞态和内向开放态构象，重塑构象转变动力学，并引导反应通量经由闭塞态传递。我们发现，TM7b 螺旋开裂是一种局部结构转变，该转变与胞外闸门闭合及底物推进相耦联，为结合口袋与整体交替进入机制之间提供了灵活的连接。对机制上具有关键作用的残基进行实验检验，验证了其在 PfHT1 依赖性糖利用中的功能重要性。综上，这些结果揭示了底物结合如何重组膜转运过程中的能量学、动力学及相互作用景观，并建立了一个可迁移的转运体机制研究框架。
底物结合重组恶性疟原虫己糖转运蛋白 PfHT1 的能量景观 | bioRxiv
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# 底物结合重组恶性疟原虫己糖转运蛋白 PfHT1 的能量景观
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Arnav Paul
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Lingyun Xu
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Diwakar Shukla
DOI：
https://doi.org/10.64898/2026.09.13.751325
Arnav Paul 1 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校；
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Lingyun Xu 1 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校；
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diwakar{at}illinois.edu
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## 摘要
疟原虫依赖恶性疟原虫己糖转运蛋白 PfHT1 摄取糖类，但底物结合如何重塑转运蛋白的能量学特征以及糖转运动力学，仍缺乏深入认识。在本研究中，我们考察了葡萄糖如何重组膜转运所依赖的构象景观、跃迁路径和残基相互作用网络。通过结合超过 800 μs 的自适应分子动力学模拟、马尔可夫状态模型、跃迁路径理论、残基接触分析和图注意力学习方法，我们重建了无配体状态和葡萄糖结合状态下的构象循环。结果显示，葡萄糖选择性地稳定了具有功能活性的外向开放态、闭塞态和内向开放态构象，重塑了跃迁动力学，并引导反应通量经由闭塞态传递。我们发现，TM7b 螺旋断裂是一种局部结构跃迁，与胞外门关闭和底物推进相耦联，从而在结合口袋与整体交替进入机制之间形成灵活连接。对机制上关键残基进行实验检验，证实了这些残基在 PfHT1 依赖的糖利用中的功能重要性。综上，这些结果揭示了底物结合如何重组膜转运过程中的能量、动力学及相互作用景观，并为研究转运蛋白机制建立了一个具有可迁移性的框架。
## 利益冲突声明
## 已声明的资助者信息
美国国立卫生研究院，
https://ror.org/01cwqze88
，R35GM142745
## 版权
本预印本的。
本预印本依据
CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议
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发表于 2026 年 9 月 15 日。
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底物结合重组恶性疟原虫己糖转运蛋白 PfHT1 的能量景观
Arnav Paul
，
Lingyun Xu
，
Diwakar Shukla
bioRxiv
2026.09.13.751325；
DOI：
https://doi.org/10.64898/2026.09.13.751325
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底物结合重组恶性疟原虫己糖转运蛋白 PfHT1 的能量景观
Arnav Paul
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2026.09.13.751325；
DOI：
https://doi.org/10.64898/2026.09.13.751325
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.13.751325v1?rss=1
🏷️ 恶性疟原虫 己糖转运蛋白PfHT1 分子动力学模拟 能量景观 膜转运机制