《Cell Communication and Signaling》：Zinc binding to a conserved motif in STIM1 induces clustering and SOCE activation
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ER钙耗竭如何激活STIM1？作者锁定保守半胱氨酸基序，证实其高亲和结合Zn并诱导寡聚，突变失锌则阻断SOCE；首次揭示“锌-钙交互”调控钙池操控钙内流(SOCE)的新开关，为免疫、肌肉及肿瘤相关CRAC通道病提供干预思路。
钙信号像细胞内的“电流”，驱动分泌、收缩、基因表达等多种生命活动。当内质网（ER）这一“钙库”电量不足时，STIM1蛋白即刻感知并奔赴质膜，打开Orai1钙通道，启动钙池操控钙内流（SOCE）为库充能。然而，过去二十余年研究多聚焦于钙离子与STIM1-EF-hand的“一对一”对话，却忽视了一段上游仅60个氨基酸、含双半胱氨酸的保守序列。它能否结合其他金属？是否决定STIM1激活？这些空白让钙-锌互作的生理与病理意义始终成谜。为此，Alary等围绕“锌是否及如何调控STIM1”展开系列生化-细胞-结构解析，成果发表于《Cell Communication and Signaling》。
作者综合运用蛋白纯化、热力学与生物物理三大技术：①等温滴定量热（ITC）与质谱测定锌结合亲和力及化学计量；②动态光散射（DLS）与表面等离子共振（SPR）追踪寡聚状态变化；③透射电镜（TEM）直观观察锌诱导的纳米级聚集；并在HEK293与HeLa细胞中通过Fura-2钙成像和EGFP-STIM1实时定位，评估突变体对SOCE的影响。
研究结果如下：
STIM1腔内段具有两个锌结合位点
nanoDSF热变性曲线显示Zn浓度依赖失稳；ITC在25℃测得Kd≈28μM单位点，37℃呈双相，Kd1=2.7μM、Kd2=16μM；质谱证实10+价离子峰分别对应结合1或2个Zn的EF-STIM1。
锌而非钙驱动腔内段寡聚
DLS表明钙仅使水合半径自6nm缩至5nm，SPR未见自聚集；锌在当量比即诱导~20nm寡聚，二倍过量形成40-50nm颗粒，四倍时聚集达1-2μm，TEM呈规则球形，提示锌特异性交联。
Cys49-Cys56构成高亲和锌桥
将Cys49/56及His57突变为Ala后，ITC仅保留Kd≈32μM的单一焓驱动位点；对应47-61肽段单独结合锌的Kd低至0.6μM且化学计量≈0.5，暗示一Zn桥接两肽链。机器学习共折叠模型显示锌可将两STIM1二聚体横向连接，为更高阶寡聚提供“分子胶”。
失锌突变阻断STIM1簇集与SOCE
在HEK细胞中，野生型STIM1过表达使TG诱导的胞质钙峰值由76nM升至220nM；Cys突变体仅78nM，与未转染无差异。HeLa荧光成像显示WT-EGFP于TG处理后形成明显点状簇，而Cys-STIM1分布无改变，证实锌依赖的寡聚是簇集与Orai1招募的先决。
结论与讨论
本研究首次将“锌离子-半胱氨酸桥”纳入STIM1激活模型：当ER钙下降，EF-hand释钙并局部展开，Cys49-Cys56高亲和捕获Zn，介导腔内段跨二聚体连接，从而加速STIM1寡聚、ER-质膜迁移及Orai1门控。该机制解释了为何细胞在钙库空虚时常伴随胞质锌升高，为钙-锌互作提供直接分子证据；同时提示锌稳态失衡可能参与CRAC通道病、免疫缺陷及肿瘤等病理进程。未来针对锌结合基序设计增强或干扰肽，将有望精准调控SOCE，为相关疾病提供新思路。
