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不久前，颜宁再次出现在人们的眼前。这一次，她获得了2019年“求是杰出科学家奖”，这是一个由香港求是基金会于1994年设立的中国科学技术奖。从1994年到2015年，共有24名在数学、物理、化学和生物医学等科学技术领域有突出成就的中国科学家获得杰出科学家奖。今年只有42岁的颜宁可以说是一个真正年轻的天才和美女学生。毕业于清华大学生物科学与技术系后，她一直从事结构生物学研究。29岁时，她成为清华大学最年轻的教授和博士生导师。许多人不知道颜宁到底取得了多少成就。今天，让我们谈谈颜宁
葡萄糖是生物体最基本的能量来源，但它不能通过细胞膜进入细胞发挥作用。它需要嵌入细胞膜的葡萄糖转运蛋白进入细胞。
转运蛋白是一大类调节生物膜内外化学物质和信号交换的膜蛋白脂质双层在细胞或细胞器周围形成疏水屏障，将它们与周围环境隔离开来
虽然一些小分子可以直接透过膜，但大多数亲水性化合物，如糖、氨基酸、离子、药物等。，需要特定转运蛋白的帮助才能通过疏水屏障。
膜蛋白
因此，转运蛋白在营养吸收、代谢物释放和信号转导等多种细胞活动中发挥重要作用许多疾病与膜转运蛋白功能障碍有关。转运蛋白是许多药物如抗抑郁药和抗酸药的直接靶标，葡萄糖转运蛋白是转运蛋白之一。
葡萄糖转运蛋白广泛存在于大脑、神经系统、肌肉、红细胞等组织和器官中，是最重要的葡萄糖转运蛋白。GLUT1是最早发现的物种之一。
葡萄糖转运蛋白1几乎存在于人体的每一个细胞中，是大脑、神经系统、肌肉等组织和器官中最重要的葡萄糖转运蛋白。保持人体正常的生理功能是极其重要的。其异常功能从两个方面影响人类健康:一方面，GLUT1功能完全丧失会导致死亡，部分功能丧失会导致细胞对葡萄糖的吸收不足，导致脑萎缩、智力迟钝、发育迟缓、癫痫等一系列疾病，同时，由于葡萄糖未被人体及时利用和消耗，导致血糖浓度异常升高。另一方面，葡萄糖转运蛋白1在癌细胞的新陈代谢中也起着重要作用癌细胞需要消耗过量的葡萄糖来维持其生长和扩张。细胞中葡萄糖转运蛋白1的显著过量通常意味着致癌
因此，如果能够清楚地研究葡萄糖转运蛋白1的组成、结构和工作机制，就有可能通过调节葡萄糖转运蛋白1来实现对葡萄糖转运的人工干预，这不仅可以增加正常细胞的葡萄糖供应以达到治疗相关疾病的目的，还可以通过阻断癌细胞的葡萄糖供应来“饿死癌细胞”。
人类研究葡萄糖跨膜转运已经有大约100年了葡萄糖转运蛋白1于1977年首次从红细胞中分离出来，1985年鉴定了葡萄糖转运蛋白1的基因序列。此后，获得葡萄糖转运蛋白1的三维结构以真正理解其转运机制成为该领域最前沿和最困难的研究热点。在过去几十年里，美国、日本、德国、英国和其他国家的许多世界顶级实验室已经或正在全力解决这一问题，但从未成功。
2014年，35岁的颜宁团队仅用6个小时就在世界上首次分析了人体葡萄糖转运蛋白的三维晶体结构。2015年，颜宁团队进一步获得了超高分辨率结构的葡萄糖转运蛋白3结合底物和抑制剂，在2015年有更多的构象，从而清楚地揭示了葡萄糖跨膜转运的分子基础，这是一个基本的细胞过程。
颜宁的成就是我国膜蛋白结构测定的一个突破，也被业界称为“赢得全球结构生物学家50年”的成就它为理解与葡萄糖转运蛋白和相关遗传疾病相关的功能研究结果提供了分子结构解释它还为设计可用于调节葡萄糖转运蛋白功能的药物提供了必要的结构基础。
2012诺贝尔化学奖获得者、斯坦福大学教授布赖恩·科比尔卡评论道:“为了开发治疗人类疾病的药物，获得人类转运蛋白结构非常重要。”GLUT1的结构分析极具挑战性和风险性，因此这是一项伟大的成就。美国科学院
成员、美国人文科学研究院成员、加州大学洛杉矶分校教授、膜转运蛋白专家罗纳尔德卡巴克说:“人们终于首次在原子分辨率水平上成功地分析了人类膜转运蛋白的晶体结构，这是50年来的一项重大成就。“
后来，颜宁团队揭示了RyR2亚型的三维电子显微结构，这是已知分子量最大的离子通道RyR 2受体，处于闭合和开放状态，还获得了分辨率为5.7埃的RyR1开放构象结构。在结构对比的基础上，初步分析了RyR1的浇注机理。
目前，颜宁正在攻克人体钠离子通道，这是细胞膜上的一个通道，允许少量钠离子以电化学梯度进入细胞。1945年，英国科学家霍奇金和赫胥黎首次检测到曼氏无针乌贼巨型神经元上的电流，并首次记录了静息电位和动作电位。1952年，他们发现了电压门控钠电流，开启了现代生物电信号研究的新时代。
钠离子通道是所有动物电信号的主要启动键，电信号是神经活动和肌肉收缩等一系列生理过程的控制基础。在人体内，有九种已知的电压门控钠通道亚型，它们在不同的器官和生理过程中发挥作用
钠通道的异常将导致一系列与神经、肌肉和心血管系统相关的疾病，尤其是癫痫、心律失常、持续性疼痛或不能感觉疼痛。到目前为止，已经在人体的九种钠通道蛋白中发现了超过1000个与已知疾病相关的点突变。此外，钠通道也是许多局麻药和自然界中大量神经毒素的直接目标。许多蛇毒、蝎毒、蜘蛛毒素等。所有这些都作用于钠通道并产生不良后果。
但很难获得蛋白质样品:
首先，真核生物钠通道蛋白总长度约为2000个氨基酸，很难进行大量的体外重组表达，如电压门控钾通道；内源性钠通道通常含量极低，并且很难直接从生物组织(如电压门控钙通道)中纯化足够高质量的蛋白质样品用于结构分析。
其次，钠通道由肽链折叠而成，具有伪四次对称特征与同四聚体的钾通道相比，钠通道很难用冷冻电镜结晶或获得结构。它们不能与钙通道等辅助亚基形成分子量较大的稳定复合物，因此增加了用电子显微镜进行结构分析的难度
最后，真核生物钠通道包含更灵活的区域和各种翻译后修饰，这对其结构分析提出了巨大的挑战。
2017年，颜宁团队用冷冻电子显微镜拍摄了钠通道的第一张“3D照片”。在他的论文“真核生物中电压门控钠离子通道的近原子分辨率三维结构”中，他首次报道了真核生物中电压门控钠离子通道的3.8分辨率冷冻电子显微镜结构。经过
个月，颜宁团队获得了在钠通道研究史上占有重要地位的电鳗钠通道EeNav1.4的电子显微镜结构，并首次在结构中看到钠通道α亚基和β亚基之间的相互作用。尽管这两种结构代表了钠通道结构和机制研究的一个巨大飞跃，但这两种通道都不能用于外源表达系统的功能研究，从而限制了它们成为模式研究蛋白。
2018，颜宁研究小组在《科学》在线发表了一篇题为“人电压门控钠通道钠1.4与β1复合物的结构”的长篇研究论文
论文揭示了第一个人源电压门控钠离子通道(以下简称钠通道)Nav1.4及其特异性调节亚基β1复合物的冷冻电镜结构，分辨率为3.2埃(即0.32纳米)，为进一步了解其作用机制和疾病相关突变提供了可靠的模板。
目前，颜宁团队正在全面解释钠离子通道。尽管只有42岁，颜宁已经取得了许多科学家一生都无法取得的成就。国际同行曾这样评价颜宁:“无论以哪个标准衡量，她都是世界上最优秀的年轻结构生物学家之一。”“
也期望颜宁取得更多更大的科研成果！
