新溶酶体转运蛋白的结构和功能揭示

研究人员揭示了一种以前未知的溶酶体转运蛋白的结构和功能。基督教团体Lö；w（CSSB，EMBL Hamburg）、Markus Damme（Christian Albrechts University Kiel）和Bruno Gasnier（CNRS和巴黎城市大学）已在《自然细胞生物学》上发表了他们的发现

溶酶体是细胞器，在细胞内起废物处理和回收系统的作用。它们将蛋白质和脂质等较大的大分子分解为氨基酸、单糖或脂肪酸等较小、较轻的化合物。这些较小的化合物被称为代谢产物，然后被转运到细胞的细胞质中

基尔基督教阿尔布雷茨大学的Damme小组试图阐明溶酶体膜上特定蛋白质的功能

该研究的三位通讯作者之一Markus Damme指出：“几年前，我们注意到糖基化溶酶体膜蛋白（GLMP）与一种名为主要辅助因子超家族结构域1（MFSD1）的孤儿转运蛋白紧密结合。”。正如术语“孤儿转运体”所表明的，MSFD1的功能和底物是未知的

为了帮助揭示MFSD1的功能，Damme联系了结构系统生物学中心（CSSB）和汉堡EMBL的Löw小组。Löv小组的研究重点是了解被称为POTs（质子偶联寡肽转运蛋白）的肽转运蛋白

“我对MFSD1很感兴趣，想帮助弄清楚它在溶酶体中的作用，”Löw解释道，他目前是汉堡EMBL的访问小组组长，也是该研究的另一位通讯作者。“我也相信，CSSB提供的不同技术和方法对帮助我们解开这个谜团至关重要。”

研究人员结合荧光光谱和差示扫描荧光法（nanoDSF）等技术，发现MFSD1不仅结合而且运输二肽，即仅由两个氨基酸组成的肽。然后，研究人员能够展示MFSD1/GLMP复合物是如何与二肽结合的

“我们能够以向外开放的构象确定复合物的结构，”EMBL EIPOD研究员、该论文的第一作者之一Katharina Jungnikel解释道。“我们还看到了二肽在结合位点的密度。结合分子动力学模拟（根特大学Reza Mehdipur），我们验证了二肽结合主要通过其N-末端和C-末端的配位来促进。”

巴黎城市大学的Gasnier小组进行了一些巧妙的实验，使研究人员能够发现MFSD1运输二肽的机制

该论文的第三通讯作者Bruno Gasnier表示：“我们发现MFSD1是一种被动的单转运蛋白，只沿着自己的梯度转运二肽。”。“这使我们开发了一种新的测定方法，揭示了MFSD1运输的二肽谱比最初想象的要宽得多。”

研究人员获得的见解表明，当其他溶酶体氨基酸输出超负荷时，MFSD1提供了一种为生物合成途径供应氨基酸的替代途径

Löw指出：“这是一项了不起的合作，将实验室与不同专业知识相结合，这些专业知识是由回答生物学问题的需求驱动的。”。“我期待着了解更多关于MFSD1及其在营养传感中的整体作用。”