Science：严重停顿!提醒内质网P5A

2020年9月27日讯/BIOON/---真核细胞含有膜包抄的具有分歧身份和功效的细胞器，这些细胞器的身份和功效取决于卵白构成。是以，卵白的准确定位是细胞器功效和细胞稳态的症结。内质网（ER）和线粒体外膜是新分解的具有疏水跨膜区的卵白的次要目标地。膜卵白定位不只须要高保真的卵白靶向，还须要选择性地去除毛病定位的卵白的质量掌握机制。在线粒体外膜，ATP依附性的马达卵白Msp1/ATAD1可以去除一些毛病定位的跨膜卵白。比拟之下，固然针对内质网的卵白靶向研讨得很好，然则对肃清内质网膜上的毛病靶向的跨膜卵白的机制还未完整懂得。

在一项新的研讨中，作为一种研讨膜卵白定位的模子，来自美国哈佛医学院和加州年夜学伯克利分校的研讨人员侧重存眷尾锚定卵白（tail–anchored protein），尾锚定卵白含有的单个C端跨膜区对细胞器定位是需要的，而且在很年夜水平上是充沛的。他们揣摸，介导线粒体尾锚定卵白定位的因子会直接与重生卵白互相感化。

这些作者应用了一种无成见的、位点特异性的交联和质谱办法来判定如许的卵白跨膜区。这种办法提醒了内质网驻留的孤儿P型泵P5A-ATP酶（中的Spf1；人类中的ATP13A1）直接与线粒体尾锚定卵白互相感化。

因为学研讨曾经将P5A-ATP酶（P5A-ATPase）与线粒体尾锚定卵白错位接洽起来，这些作者联合生化和构造办法来肯定P5A-ATP酶的功效和机制。相干研讨成果揭橥在2020年9月25日的Science期刊上，论文题目为“The endoplasmic reticulum P5A-ATPase is a transmembrane helix dislocase”。

P5A-ATPase将毛病定位的跨膜螺旋从内质网中移出，图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.abc5809。 P型ATP酶构成了一年夜类活泼的转运卵白，存在于一切性命界，次要经过跨细胞膜运输离子或脂质。P5A-ATP酶属于真核生物特异性的P型ATP酶亚家族，它们的底物特异性是未知的。

这些作者在无细胞零碎中重建了膜卵白拔出细胞器进程，并应用位点特异性交联提醒了P5A-ATP酶直接与线粒体尾锚定卵白的跨膜区互相感化。缺少ATP13A1的人细胞表示出线粒体尾锚定卵白毛病定位到内质网和排泄门路。在体外实验中，新分解的线粒体尾锚定卵白异常地积聚在缺少P5A-ATP酶活性的内质网囊泡中。这种积聚是因为从缺少ATP13A1的内质网膜中移除毛病拔出的线粒体卵白受损所致。

酿酒Spf1在3.3～3.7埃分辩率下的分歧构象的高温电镜构造显示，与其他已知构造的P型ATP酶比拟，P5A-ATP酶具有一个非典范的年夜的底物联合口袋。该口袋瓜代地向内质网腔和细胞质翻开，同时经过一个侧向启齿坚持对脂质双层的接触。捕捉假定底物停止构造测定，发明在这个侧向启齿处有额定的相似于α螺旋跨膜区的跨膜密度。联合野生型细胞和P5A-ATP酶敲除细胞的学数据，这些研讨成果标明，P5A-ATP酶可以将毛病拔出到内质网中的具有短亲水腔构造域的中度疏水性跨膜区移出。

综上所述，这些作者将P5A-ATP酶的功效肯定为内质网膜上跨膜区的脱位酶（dislocase）。这种功效分派标明P型ATP酶除了转运离子和脂质之外，还转运底物。P5A-ATP酶积极地将毛病拔出的卵白从内质网中移出，也代表了一种以前未知的细胞保证和质量掌握机制，有助于保持内质网和线粒体稳态，这也能够说明了与P5A-ATP酶功效妨碍相干的多效表型。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Michael J. McKenna et al. . Science, 2020, doi:10.1126/science.abc5809.