2025年6月23日 星期一

Cell | 李龙/宋晨/高宁课题组合作揭示膜蛋白进入脂膜折叠的分子过程

  2025219日,李龙课题组与宋晨、高宁课题组合作,在Cell期刊上发表了题为“SecY转位子在膜蛋白插入过程中辅助蛋白质折叠”(SecYtranslocon chaperones protein folding during membrane protein insertion)的研究论文。该论文捕获了膜蛋白转位过程中的一系列中间状态,揭示Sec转位复合物在膜蛋白转运过程中不仅提供蛋白质穿膜的通道,更扮演“分子伴侣”的重要角色。研究结果第一次在分子水平揭示了膜蛋白转位与折叠的关系,提出“共转位折叠”的概念,为理解膜蛋白的生物合成提供了新的研究方向。

 

 

  为了捕获膜蛋白转位的中间状态,李龙课题组在细胞内建立了蛋白转位复合物的组装体系,筛选合适的跨膜螺旋片段作为底物,利用绿色荧光蛋白(GFP)阻滞蛋白转位过程,同时通过引入二硫键交联、纳米抗体、以及纳米脂盘等技术稳定膜蛋白转位的中间态。与高宁课题组合作,利用冷冻电子显微镜技术,首次获得了跨膜蛋白转运中间态的高分辨率结构(图1)。宋晨课题组在此基础上系统性地利用分子动力学模拟,进一步证明了SecY通道前半段(细胞质腔)和后半段(细胞外腔)的结构分别为促进跨膜片段的展开和折叠创造了两种截然不同的物理化学环境,为SecY的“分子伴侣”功能提供了直接物质基础。上述结果揭示了SecY在转位过程中对膜蛋白底物实施的“去折叠助运动”,以及“促折叠助释放”的精巧策略。

LiLong2503052052

 

1.Sec复合物促进膜蛋白的跨膜及正确折叠

 

 

 

Cell. (2025) doi: 10.1016/j.cell.2025.01.037