新研究:一種自噬相關蛋白能在特定條件下分解細胞器膜

新華社東京12月22日電(記者錢錚)日本東京大學等機構開展的新研究不僅發現自噬相關蛋白15(Atg15)在一種蛋白溶解酶作用下能分解細胞器膜，且探明了Atg15在蛋白溶解酶作用下產生酶活性的分子機制。相關成果有望用於分解特定細胞器以及使流感病毒、新冠病毒等包膜病毒喪失活性。

根據東京大學、山形大學等機構日前聯合發佈的公報，真核生物細胞內部都存在被生物膜包裹的細胞器。衰老的細胞器會被運送到液泡，然後被分解。這種細胞分解自身組分的機制被稱為自噬。此前已知Atg15參與調控細胞自噬，但尚未弄清Atg15和細胞器分解的直接關係。

本項研究中，研究人員利用轉基因技術生成大量Atg15，接著用一種蛋白溶解酶--蛋白酶K處理經過提純的Atg15，發現經過處理的Atg15具有磷脂酶活性，可與取自釀酒酵母的線粒體反應，使線粒體膜分解。

分析顯示，在蛋白酶K作用下，構成Atg15的多肽鏈斷裂成兩條，但兩條多肽鏈並不分離，而是作為一個整體發揮酶活性。此外，Atg15的酶活性只能在酸性環境下被檢測到，中性或鹼性環境都未檢測到。

研究人員對產生酶活性前後的Atg15的立體結構進行類比後發現，在被蛋白酶K處理前，Atg15的活性中心被埋在結構內部，而經過蛋白酶K處理後，Atg15活性中心周圍結構變得"柔軟"，活性中心暴露出來，因而可與細胞器膜的主要組分磷脂結合，並使後者分解。研究人員認為，Atg15分子柔性提升且暴露出活性中心，是其在蛋白酶K作用下產生酶活性的分子機制。

公報說，此前已知一些磷脂酶可以無差別地溶解磷脂，而Atg15能在特定條件下分解細胞器膜，有望用於分解特定細胞器或使流感病毒、新冠病毒等包膜病毒喪失活性。

相關論文已發表於新一期美國《細胞報告》雜誌上。