新研究:一种自噬相关蛋白能在特定条件下分解细胞器膜

新华社东京12月22日电(记者钱铮)日本东京大学等机构开展的新研究不仅发现自噬相关蛋白15(Atg15)在一种蛋白溶解酶作用下能分解细胞器膜，且探明了Atg15在蛋白溶解酶作用下产生酶活性的分子机制。相关成果有望用于分解特定细胞器以及使流感病毒、新冠病毒等包膜病毒丧失活性。

根据东京大学、山形大学等机构日前联合发布的公报，真核生物细胞内部都存在被生物膜包裹的细胞器。衰老的细胞器会被运送到液泡，然后被分解。这种细胞分解自身组分的机制被称为自噬。此前已知Atg15参与调控细胞自噬，但尚未弄清Atg15和细胞器分解的直接关系。

本项研究中，研究人员利用转基因技术生成大量Atg15，接着用一种蛋白溶解酶--蛋白酶K处理经过提纯的Atg15，发现经过处理的Atg15具有磷脂酶活性，可与取自酿酒酵母的线粒体反应，使线粒体膜分解。

分析显示，在蛋白酶K作用下，构成Atg15的多肽链断裂成两条，但两条多肽链并不分离，而是作为一个整体发挥酶活性。此外，Atg15的酶活性只能在酸性环境下被检测到，中性或碱性环境都未检测到。

研究人员对产生酶活性前后的Atg15的立体结构进行模拟后发现，在被蛋白酶K处理前，Atg15的活性中心被埋在结构内部，而经过蛋白酶K处理后，Atg15活性中心周围结构变得"柔软"，活性中心暴露出来，因而可与细胞器膜的主要组分磷脂结合，并使后者分解。研究人员认为，Atg15分子柔性提升且暴露出活性中心，是其在蛋白酶K作用下产生酶活性的分子机制。

公报说，此前已知一些磷脂酶可以无差别地溶解磷脂，而Atg15能在特定条件下分解细胞器膜，有望用于分解特定细胞器或使流感病毒、新冠病毒等包膜病毒丧失活性。

相关论文已发表于新一期美国《细胞报告》杂志上。