研讨提醒真核生物磷脂酶D的构造与机制

10月16日，Cell research 在线揭橥了中国迷信院分子植物迷信杰出立异中间张鹏研讨组题为Crystal structure of plant PLDα1 reveals catalytic and regulatory mechanisms of eukaryotic phospholipase D 的研讨论文。该研讨解析了植物磷脂酶Dα1及其与产品磷脂酸(PA)复合体的晶体构造，具体阐释了真核生物磷脂酶D催化磷脂发生磷脂酸及其活性调理的分子机制。

磷脂酶（Phospholipase， PL）催化细胞膜上磷脂的水解。依据水解部门的分歧，人们将磷脂酶分红磷脂酶A1、A2、C和磷脂酶D (PLD)（图1）。磷脂酶的功效一方面经过酰基转移完成细胞内磷脂的从新分解与分派；另一方面水解发生脂质旌旗灯号分子，调控生物体很多主要心理进程，如PLC水解PIP2发生三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG），PLD水解多种磷脂发生PA。真核生物PLD最先在植物中克隆判定，之后在植物及其他生物体中陆续获得判定，是生物中高度保守的一类酶。在构造域构成上，PLD包括N端联合磷脂/细胞膜的PX/PH/C2构造域和C端担任催化的HKD构造域。研讨发明植物PLD1/2与细胞的发展发育、癌症产生、神经零碎疾病如阿尔兹海默症、病毒入侵等疾病的产生亲密联系关系。在植物中，有多达十几种PLD（α1-3、β1-2、γ1-3、δ、ε、ζ1-2）被陆续判定。个中ζ1-2与植物中的PLD1/2类似，均属于PX/PH型PLD，其他属于植物特有C2型PLD。植物PLD在体内介入了多种主要心理与病理进程，包含：高温/干旱响应、病原侵染、种子萌生、花粉管伸长、根的发育等。但是，比拟于其他三类磷脂酶（A1/A2/C），人们对PLD卵白的三维构造、催化以及活性调控机制缺少懂得。

在该研讨中，研讨人员以初等植物PLD卵白作为研讨对象，胜利表达与纯化了有活性的目的卵白，进而解析了拟南芥PLDα1处于底物非联合态及与产品PA联合态的晶体构造（图1）。这是初次取得真核生物磷脂酶D的三维构造。构造剖析提醒了：1）底物的联合口袋是处于两个HKD构造域之间的一个很年夜的疏水空腔，口袋上方有一个α螺旋和loop构成的盖子，在底物非联合态时，盖子笼罩在口袋上方，处于封闭形态；在产品PA（或底物）联合时，盖子产生构象变更呈开放形态，许可底物进入或许产品联合与释放。2）担任催化底物催化的两个HKD motif呈空间排布且保守，更正了以前文献报道中的毛病。3）在活性中间邻近存在一个保守的钙离子联合位点，为C2型PLD发扬活性所必需。这一位点在PX/PH型PLD中不存在，很好地说明了为什么C2型PLD须要钙离子激活，而PX/PH型PLD发扬活性不须要钙离子。4）C2构造域与催化构造域的互作收集，C2构造域经过联合质膜/磷脂，从而将PLD定位到细胞膜，同时调理其催化活性。此外，该研讨还发明已知的植物PLD1/2小分子克制剂可以克制PLDα1的活性，标明真核生物PLD卵白具有类似的构造和催化/克制机制。这些研讨成果使人们对真核生物PLD卵白的催化和活性调理机制有了全新的看法。研讨成果为以真核PLD卵白为靶标的小分子克制剂挑选及优化设计指清楚明了偏向。(100yiyao.com）