Science：热点蛋白的突破性成果

雷帕霉素靶蛋白TOR是被研究得最多的蛋白激酶之一，它控制着细胞生长并且与癌症、糖尿病等疾病有关。这种蛋白是巴塞尔大学的Michael Hall教授在大约25年前发现的，他也因此获得了生命科学突破奖。Hall教授最近与ETH Zurich的研究团队合作，首次在Science杂志上揭示了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1的独特结构。

　　

生物通报道：雷帕霉素靶蛋白TOR是被研究得最多的蛋白激酶之一，它控制着细胞生长并且与癌症、糖尿病等疾病有关。这种蛋白是巴塞尔大学的Michael Hall教授在大约25年前发现的，他也因此获得了生命科学突破奖。

Hall教授最近与ETH Zurich的研究团队合作，首次在Science杂志上揭示了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）的独特结构。

蛋白激酶是调控许多细胞过程的重要蛋白家族。已知mTOR对于细胞的信号传导非常重要，涉及了一系列人类疾病，包括癌症、糖尿病和神经退行性疾病。不少mTOR抑制剂已经被批准用于临床，尤其是治疗癌症和移植排斥。

虽然近十年来人们对TOR进行了广泛研究，但始终没得到它与其它蛋白结合时的精确结构。现在研究人员晶体学方法与冷冻电镜结合起来，为人们提供了前所未有的mTORC1结构信息。（延伸阅读：管坤良教授Science发表重要成果）

在哺乳动物细胞中，mTOR存在mTORC1和mTORC2两种形式。这两种复合物都是由mTOR和其他蛋白组成的，结构非常庞大。mTOR通过这种形式执行各种各样的功能，比如控制细胞大小和生长，调控代谢和能量平衡。

mTOR本身就是细胞中最大的蛋白之一，它与其它蛋白结合之后就更加庞大，这使其结构研究特别困难。“之前的生化研究已经鉴定了与mTOR结合蛋白，”文章通讯作者之一，Timm Maier教授说。“但我们还不清楚这些蛋白究竟是如何互作的。”研究人员经过三年多的努力，成功分离了适合高分辨率冷冻电镜的高质量mTORC1。他们还通过X射线晶体衍射确定了蛋白Raptor的结构，Raptor是mTORC1的第二大组分。

“我们这项研究提供了一些出人意料的新线索，mTORC1的结构非常特殊，”Maier指出。“我们可以确定蛋白组分的精确互作位点，并由此阐明不同蛋白组分的功能。”事实上，每个蛋白组分都在整体活性调节和信号传导级联中起到了重要作用。

mTOR活性调节是至关重要的，一点点干扰都会产生严重的后果。mTOR信号通路失调与许多疾病的发展有关。“不过，单独检测各个组分是没有意义的，因为复合物所有组分的互作才是其功能的关键，”Maier解释道。

 

生物通编辑：叶予

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