2025年2月19日，來自北京大學(xué)李龍研究小組在學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志上發(fā)表了標(biāo)題為“SecY translocon chaperones protein folding during membrane protein insertion.”的研究成果，發(fā)現(xiàn)SecY 轉(zhuǎn)基因伴侶在膜蛋白插入過程中對蛋白質(zhì)折疊。

研究人員表示，Sec易位對于引導(dǎo)膜蛋白插入脂質(zhì)雙分子層至關(guān)重要。膜蛋白的插入和折疊過程尚不清楚。

研究人員報(bào)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(jié)構(gòu)。高分辨率結(jié)構(gòu)闡明了大體積氨基酸是如何通過狹窄通道限制的。不同易位狀態(tài)的比較表明，通道的細(xì)胞質(zhì)腔和細(xì)胞外腔分別為促進(jìn)跨膜段（TMs）的展開和折疊創(chuàng)造了不同的環(huán)境。釋放的底物TM要么是柔性的，要么是由SecY的TM3和TM4之間意想不到的親水性凹槽穩(wěn)定的。溝槽的破壞引起了膜蛋白質(zhì)組折疊中的全局缺陷。

Sec復(fù)合物促進(jìn)膜蛋白的跨膜及正確折疊

圖左部為細(xì)胞內(nèi)SecY介導(dǎo)的膜蛋白轉(zhuǎn)位示意圖；上部為放大的膜蛋白轉(zhuǎn)位中間態(tài)示意圖；下圖為膜蛋白轉(zhuǎn)位過程中SecY及膜蛋白底物局部細(xì)節(jié)圖，紅色虛線圈注SecY作為“分子伴侶”幫助膜蛋白底物入膜折疊的關(guān)鍵位點(diǎn)。

?膜蛋白通過 SecY 轉(zhuǎn)位子的快照

?SecY 的胞質(zhì)腔促進(jìn)蛋白質(zhì)去折疊

?SecY 的細(xì)胞外腔促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊

?SecY 的脂質(zhì)暴露槽可保護(hù)膜中的親水性跨膜片段

本研究揭示了Sec轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物前所未知的精妙組織方式，改寫了對Sec功能的傳統(tǒng)認(rèn)知，提出Sec不僅僅只是被動(dòng)的“蛋白通道”，更發(fā)揮不可或缺的“分子伴侶”功能，利用多種分子機(jī)理幫助膜蛋白入膜折疊。本研究為理解膜蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制提供了全新視角，并為研究膜蛋白折疊失衡相關(guān)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