《自然》子刊:揭秘一種未知蛋白在細胞自噬過程中扮演關鍵角色

2020-12-06 騰訊網

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近日，一項刊登在國際雜誌Nature Structural & Molecular Biology上的研究報告中，日本微生物化學研究所等機構的科學家們通過研究發現，一種擁有能介導細胞自噬功能的Atg9蛋白或許在其兩層脂質雙分子層之間存在磷脂轉位活性（phospholipid translocation activity），同時研究人員還闡明了Atg9的活性或會導致自噬體膜的擴張表現。

自噬體（autophagosome）的形成是確定自噬過程降解靶點的重要步驟，也是細胞內蛋白降解的其中一項機制，儘管此前研究人員發現，作為脂質轉移蛋白，Atg2能從內質網中轉移磷脂分子，但他們並不清楚利用運輸的磷脂分子來促進膜擴張的分子機制。

圖片來源：Nobuo N. Noda & Kazuaki Matoba

這項研究中，研究人員對人類和酵母中具有未知功能的膜蛋白Atg9進行了研究。他們發現，在體外試驗中Atg9能夠展現出脂質爬行酶的活性（lipid scramblase activity），當通過冷凍電鏡技術來分析Atg9的三維結構時，研究者發現，Atg9擁有能將兩個膜片結構連接到脂質雙分子層上的孔狀結構。

此外，這種成孔胺基酸的突變還會導致Atg9在體外失去脂質爬行酶的活性，並能夠抑制酵母中自噬體的形成。因此，這項研究中，研究人員揭示了一種全新的機制，即Atg9或能作為一種新型的爬行酶，並能與Atg2（一種脂質轉移蛋白）相結合，這兩種蛋白或許都能發揮作用最終形成自噬體。

分離膜擴張的機制是自噬研究領域科學家們一直面臨的一個問題，闡明這一機制或有望幫助研究人員加速研究完全理解自噬體形成的分子機制，通過加深對自噬體形成機制的理解來推動對細胞自噬過程的人工控制，未來科學家們或有望進一步研究來開發治療和預防多種人類疾病發生的新型療法或策略。

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