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脂类转运蛋白(Lipid transfer protein，LTP)是一类定位在细胞质中的蛋白，可以结合脂类分子，并在细胞器的膜之间行使转运功能。由LTP负责的细胞器之间脂类转运，是细胞内脂类转运的三种方式之一，是一种高特异性，高效率的转运方式。脂类的三种运输方式为:自由扩散，通过脂类转运蛋白辅助运输和囊泡途径的运输。 固醇类和磷脂类组成了细胞内的膜系统，通过维持这两种脂类不同的比例，来保证不同细胞器的分隔和特定的功能。LTP转运脂类的方式在真核细胞内广泛存在，运输的脂类包括了固醇类和磷脂类中的多种类型。所有的LTP都有标志性的脂类结合口袋，用一个疏水的空腔装载脂类，有些LTP还有其他的功能结构域，赋予LTP复杂多样的功能。在1980年发现的氧化固醇结合蛋白(Oxysterol binding protein，ORP)是一类LTP蛋白，最初鉴定出对氧化固醇有高的亲和力，随后的研究发现将ORP的转运范围扩大到磷脂类，目前已在多种真核生物中发现ORP蛋白。有些ORP只有一个结合脂类结构域(OSBP-related domain，ORD)，有些还有其他结构域，使ORP蛋白可以富集在膜结合位点(Membrane contact site，MCS)高效地转运脂类，此外ORP还有着维持脂类稳态和细胞内信号传递等多种功能。各种ORP蛋白转运的特定脂类一直是一个研究热点，尤其在人源ORP中，除了OSBP鉴定出胆固醇和25-羟基胆固醇的结合能力，其他ORP的脂类结合性质鲜有研究，而对于人源ORP蛋白脂类结合结构域的结构研究是一个空白。 ORP3是一个定位在内质网和质膜间的人源ORP蛋白，除了ORD结构域还有结合PI4P的PH结构域和结合VAP蛋白的FFAT模式等。本研究报道了首个分辨率2.1(A)的人源ORP-ORD晶体结构，以及分辨率3.2(A)的ORP3-ORD与磷脂酰肌醇4磷酸(PI4P)的复合物晶体结构。通过对结构的分析，发现ORP3-ORD与之前报道的酵母Osh蛋白的三级结构较为相似，表明ORP蛋白家族高度的保守性。蛋白结合PI4P后主链并未发生大的构象变化，仅盖子区域发生了少量位移。在ORP3-ORD的结构中可以清晰地看到结合口袋上方的盖子结构，结构分析后我们认为盖子区域能发生的构象变化范围有限，与PI4P复合物结构比对的结果验证了我们的结论。分析复合物结构发现了三处保守残基构成的正电簇，将PI4P的磷酸肌醇头部固定在口袋的靠近开口处，与apo结构的比对分析发现与结合磷酸头部相关的残基，通过侧链的构象变化使得口袋内的正电性变强了。通过等温滴定定量热实验(ITC)测定了ORP3-ORD与PI4P的解离常数，证实了两者有较强的结合能力。序列比对结果显示结合PI4P头部的残基在人源ORP中也是保守的，因此我们推测PI4P也是人源ORP的共同结合脂类。ORP3-ORD结合口袋的构象十分牢固，不会发生大的形变，口袋的形状决定了能结合的脂类种类，而ORP3-ORD的空腔形状不适合固醇类和长链酰基的磷脂。我们在实验中未能得到固醇类与蛋白的复合物晶体，经过模拟发现空腔内多个侧链挤占了固醇的结合空间，因此我们推测ORP3-ORD不结合固醇类。有研究报道ORP3会与R-Ras相互作用影响细胞的粘附和迁移，而ORP3结合的特定脂类还是未知的，对ORP3-ORD结构的解析为寻找它转运的特定脂类，以及功能研究带来一些启示。