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Protein Import into peroxisomes occurs through a nuclear pore-like phase ▲论文标题&参考译文▼ 蛋白质转入过氧化物酶体通过一个类似核孔的状态来实现 【时间】2022年12月16日在线发表 【期刊】Science（IF=63.71） 【作者】哈佛大学医学院Tom Rapoport实验室 【研究模型/对象】小鼠、酵母
过氧化物酶体（peroxisome）是一种单层磷脂膜细胞器，广泛存在于各类真核细胞中（原核细胞只有一种细胞器，即核糖体，ribosome），一般每个细胞有数百个过氧化物酶体。 在很长一段时间里，过氧化物酶体被认为是一种溶酶体（lysosome，真核细胞中的另外一种细胞器）。后来发现过氧化物酶并非溶酶体，而是两种不同的细胞器，它们之间的特征对比如下：
哺乳动物的过氧化物酶体参与脂肪酸的β氧化，它的氧化酶在黄素(FAD)的辅助下可将底物氧化形成双氧水，它还可以利用过氧化氢将酚类、甲醛、甲酸、和醇等有害物质氧化，具有解毒作用。过氧化物酶体中的过氧化氢酶（占过氧化物酶体总酶量的40%以上）能将双氧水分解形成水和氧气。在植物细胞中，它参与脂肪酸的β氧化并产生乙酰辅酶A，经乙醛酸循环，由异柠檬酸裂解为乙醛酸和琥珀酸，加入三羧酸循环。
被转运蛋白（货物蛋白）的羧基端（-COOH）具有特异的信号肽（一般为S-K-L肽段），可被PEX5/7/19识别，进而被招募至位于过氧化物酶体表面的接驳复合物处（docking complex）【1】。其后，接驳复合物协助受体PEX5/7/19和货物蛋白穿过膜并一同被释放进细胞器的基质中【2】。 不管是蛋白共翻译转运进入内质网还是翻译后转运到线粒体基质、内膜或者外膜，蛋白质都是单体的形式，但是被转运到过氧化物酶体的蛋白却能够以折叠或寡聚体的形式进行转运，该过程的具体机制尚不清楚。
作者以PTS1分选信号基质蛋白依赖的Pex5途径作为研究对象，发现并提出了与核孔蛋白复合物中苯丙氨酸-甘氨酸重复序列（FG repeats）相似的结构，具体而言，过氧化物酶体蛋白PEX13凭借酪氨酸-甘氨酸（YG）结构域在过氧化物酶体脂双层膜中组合成形成网状结构的孔道复合物，为“货物蛋白-受体PEX5”提供转运通道，使其融入并穿过PEX13组成的网状结构，最终进入过氧化物酶体内部。
值得一提的是，PEX5在完成货物蛋白的转运任务后会依次在过氧化物酶体膜内的PEX2-PEX10-PEX12组成的逆向转运复合物和位于过氧化物酶体表面的PEX1-PEX6 ATP酶复合物的帮助下返回细胞质，以便行使下一轮识别和转运过程，这一步骤是由先后介导完成的【3】。 参考文献（上下滑动阅读） 1. V. C. Kalel, R. Erdmann, Unraveling of the Structure and Function of Peroxisomal Protein Import Machineries. Subcell. Biochem. 89, 299–321 (2018). 2. M. L. Skowyra, T. A. Rapoport, PEX5 translocation into and out of peroxisomes drives matrix protein import. Mol. Cell, S1097-2765(22)00661-X (2022). 3. P. Feng, X. Wu, S. K. Erramilli, J. A. Paulo, P. Knejski, S. P. Gygi, A. A. Kossiakoff, T. A. Rapoport, A peroxisomal ubiquitin ligase complex forms a retrotranslocation channel. Nature. (2022), doi:10.1038/s41586-022-04903-x. 本文原文链接： |
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