《細胞》SecY 轉基因伴侣在膜蛋白插入過程中對蛋白質折叠

2025年2月19日，來自北京大學李龍研究小組在學術期刊《細胞》雜誌上發表了標題為“SecY translocon chaperones protein folding during membrane protein insertion.”的研究成果，發現SecY 轉基因伴侣在膜蛋白插入過程中對蛋白質折叠。

研究人員表示，Sec易位對於引導膜蛋白插入脂質雙分子層至關重要。膜蛋白的插入和折叠過程尚不清楚。

研究人員報道了在原核生物中通過SecY通道（Sec易位）插入的多跨膜蛋白的低溫電鏡結構。高分辨率結構闡明了大體積氨基酸是如何通過狹窄通道限製的。不同易位狀態的比較表明，通道的細胞質腔和細胞外腔分別為促進跨膜段（TMs）的展開和折叠創造了不同的環境。釋放的底物TM要麽是柔性的，要麽是由SecY的TM3和TM4之間意想不到的親水性凹槽穩定的。溝槽的破壞引起了膜蛋白質組折叠中的全局缺陷。

Sec復合物促進膜蛋白的跨膜及正確折叠

圖左部為細胞內SecY介導的膜蛋白轉位示意圖；上部為放大的膜蛋白轉位中間態示意圖；下圖為膜蛋白轉位過程中SecY及膜蛋白底物局部細節圖，紅色虛線圈註SecY作為“分子伴侣”幫助膜蛋白底物入膜折叠的關鍵位點。

?膜蛋白通過 SecY 轉位子的快照

?SecY 的胞質腔促進蛋白質去折叠

?SecY 的細胞外腔促進蛋白質折叠

?SecY 的脂質暴露槽可保護膜中的親水性跨膜片段

本研究揭示了Sec轉運復合物前所未知的精妙組織方式，改寫了對Sec功能的傳統認知，提出Sec不僅僅只是被動的“蛋白通道”，更發揮不可或缺的“分子伴侣”功能，利用多種分子機理幫助膜蛋白入膜折叠。本研究為理解膜蛋白的轉運機製提供了全新視角，並為研究膜蛋白折叠失衡相關的疾病提供了新的思路。

文章來源：

Xiaomin Ou, Chengying Ma, Dongjie Sun et al, SecY translocon chaperones protein folding during membrane protein insertion. DOI: 10.1016/j.cell.2025.01.037,Cell：最新IF：66.85