中大新聞網(wǎng)訊（通訊員熊麗娜）mTORC1信號(hào)通路是細(xì)胞內(nèi)的關(guān)鍵信號(hào)通路，對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、代謝、存活和增殖等生命活動(dòng)起重要調(diào)節(jié)作用。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)因子通過(guò)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程使mTOR激酶在溶酶體表面完成完整的激活，并激活下游信號(hào)通路。而在其激活過(guò)程中小G蛋白-Rheb發(fā)揮了關(guān)鍵作用，它結(jié)合GTP時(shí)活化mTOR蛋白及其下游信號(hào)通路，但促使其轉(zhuǎn)變?yōu)镽heb-GTP結(jié)合形式的鳥(niǎo)苷酸交換因子（guanine nucleotide exchange factor, GEF）目前尚未確定，因此mTORC1信號(hào)通路的激活機(jī)制中仍存在一些需要解答的關(guān)鍵問(wèn)題。
2024年3月6日，中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院松陽(yáng)洲課題組與孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院合作在Cell Research雜志上在線(xiàn)發(fā)表了題為 The rapid proximity labeling system PhastID identifies ATP6AP1 as an unconventional GEF for Rheb的研究論文。此研究成功開(kāi)發(fā)新型鄰近標(biāo)記技術(shù)PhastID實(shí)現(xiàn)了在細(xì)胞內(nèi)高效且特異性的短時(shí)間原位標(biāo)記，并利用PhastID篩選出溶酶體v-ATPase亞基ATP6AP1與Rheb存在體內(nèi)相互作用，且在胰島素刺激下這種相互作用進(jìn)一步增強(qiáng)。膜蛋白ATP6AP1僅末端30個(gè)氨基酸（C-tail）暴露在細(xì)胞質(zhì)中，通過(guò)免疫沉淀和免疫熒光實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ATP6AP1依靠C-tail 468位的谷氨酰胺殘基介導(dǎo)與Rheb在溶酶體表面的相互作用，且C-tail在體外能夠發(fā)揮非經(jīng)典鳥(niǎo)苷酸交換因子作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)C-tail三個(gè)高度保守的天冬氨酸殘基決定GEF活性的發(fā)揮，C-tail（30, 3D/A）突變體保留了與Rheb之間的相互作用，卻對(duì)mTORC1信號(hào)通路激活存在抑制作用。最后，研究發(fā)現(xiàn)C-tail（30, 3D/A）突變體影響乳腺癌細(xì)胞的增殖和遷移能力，且它對(duì)于生長(zhǎng)和mTORC1信號(hào)通路的活性調(diào)控不依賴(lài)于v-ATPase質(zhì)子泵的功能。
?綜上，此項(xiàng)研究提出過(guò)表達(dá)ATP6AP1蛋白C末端30個(gè)氨基酸的肽段足以抑制 mTORC1 信號(hào)通路，為開(kāi)發(fā)肽類(lèi)藥物治療 mTORC1過(guò)度激活的疾病提供了理論基礎(chǔ)。本研究也提示了溶酶體 v-ATPase 可能作為活化mTORC1的樞紐，通過(guò)調(diào)節(jié)不同類(lèi)型的小G蛋白從而綜合調(diào)控細(xì)胞內(nèi)的代謝平衡。
C-tail作為ATP6AP1非經(jīng)典鳥(niǎo)苷酸交換因子介導(dǎo)mTORC1激活
中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為論文的第一署名單位，生命科學(xué)學(xué)院馮然博士（現(xiàn)為中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院博士后）和劉峰副教授為論文的共同第一作者。中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院松陽(yáng)洲教授、劉峰副教授，中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院吳蘇助理研究員為論文的共同通訊作者。生命科學(xué)學(xué)院馬文賓教授、萬(wàn)剛教授、鐘曉琴老師、鄧勝城博士后及李若菲、林松、李影影、夏穎、李志毅、楊書(shū)涵等同學(xué)均對(duì)本論文做出貢獻(xiàn)。本研究受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金資助。
