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为探究 TRAP1 点突变影响，研究人员对其进行多方面研究，发现突变影响其功能与肿瘤活性，意义重大。
在细胞的微观世界里，线粒体犹如一座繁忙的能量工厂，为细胞的各种活动提供动力。而线粒体伴侣蛋白 TRAP1（Tumor Necrosis Factor Receptor-Associated Protein 1），则是这座工厂中一位至关重要的 “管家”，它参与调节细胞的多种生理过程，在维持细胞内环境稳定方面发挥着关键作用。然而，近年来研究发现，TRAP1 的点突变与多种疾病密切相关，就像工厂里的重要机器零件出现了故障，可能导致整个生产流程出现问题。但目前，这些点突变如何影响 TRAP1 的功能，尤其是在肿瘤发生过程中的作用机制，仍像一团迷雾，尚未被完全揭开。
为了驱散这团迷雾，来自意大利帕多瓦大学、意大利帕维亚大学、丹麦癌症研究所等多个研究机构的研究人员携手合作，针对 TRAP1 点突变展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上，为我们理解 TRAP1 在疾病发生发展中的作用提供了重要线索。
在研究过程中，研究人员主要运用了生物信息学预测、体外实验和细胞实验等关键技术方法。通过生物信息学预测，他们筛选出了多个可能具有重要功能的 TRAP1 点突变；体外实验则用于分析突变对 TRAP1 蛋白稳定性、ATP 酶活性等的影响；细胞实验则在小鼠恶性外周神经鞘瘤（sMPNST）细胞中进行，探究突变对细胞生物能量代谢和肿瘤发生能力的作用。
下面来详细看看研究结果：
- TRAP1 点突变的高通量筛选与分类：研究人员首先进行了大量组织的基因表达分析，发现 TRAP1 在正常组织和多种癌症类型中均有广泛但异质性的表达。接着，他们利用 MAVISp（Multilayered Assessment of Variants by Structure for Proteins）结构计算框架，对 310 个 TRAP1 变异体进行了深入分析，并根据预测的稳定性和致病性进行分类。最终，他们挑选出了 5 个具有代表性的变异体，包括位于 N 端结构域（NTD）的 D260N，位于中间结构域（MD）的 P381S、V556M、A571T，以及位于 C 端结构域（CTD）的 T600P，这些变异体将作为后续研究的重点对象。
- 点突变对 TRAP1 稳定性的影响：点突变可能会影响蛋白质的稳定性，进而改变其功能。研究发现，T600P 突变是唯一具有去稳定化作用的突变。T600 位于 CTD，高度掩埋于溶剂中，当它被脯氨酸（P）取代后，会强烈影响与周围残基的相互作用以及氢键网络。分子动力学（MD）模拟结果显示，该突变会破坏 β - 折叠结构，导致整个蛋白质的机械协调性降低，这与 MAVISp 的预测结果一致。在实验中，敲除内源性 TRAP1 的小鼠肉瘤细胞中，hTRAP1 - T600P 的重新表达水平极低，而蛋白酶体抑制剂处理后，其表达量才有所增加。其他突变则未对 hTRAP1 变异体的稳定性或重新表达产生明显影响。
- 点突变对 TRAP1 ATP 酶活性、蛋白质动力学和内部机械连接性的影响：TRAP1 的功能依赖于其内部动力学驱动的构象变化，点突变可能会干扰这一过程。研究人员发现，hTRAP1 - D260N 变异体的 ATP 酶活性比野生型蛋白提高了约 50%，这是因为该突变破坏了天然氢键相互作用，增加了蛋白质的整体机械协调性，使得 ATP 水解区域的刚性和变构通讯增强。P381S 突变对重组蛋白的 ATP 酶活性影响不显著，但它增加了氢键相互作用，部分增强了原聚体 A 的机械协调性，且 MD 和 CTD 中机械连接的残基数量有所增加，这可能有利于客户蛋白的重塑。V556M 和 A571T 突变则导致 ATP 酶活性显著降低，V556M 突变使蛋白质的机械协调性普遍下降，A571T 突变改变了所在区域的二级结构，同样导致机械协调性降低和机械连接性指数下降。
- 点突变对 TRAP1 生物能量特性的影响：研究人员已知 TRAP1 能够结合并下调琥珀酸脱氢酶（SDH）的活性，从而影响肿瘤细胞的生长。在 sMPNST 细胞实验中，他们发现 hTRAP1 - D260N 和 hTRAP1 - P381S 变异体能够维持与野生型 TRAP1 相似的 SDH 活性，而 hTRAP1 - V556M 和 hTRAP1 - A571T 变异体则会增加 SDH 活性。此外，不同突变对细胞的氧化磷酸化（OXPHOS）和糖酵解平衡也有不同影响。hTRAP1 - P381S 突变使细胞向糖酵解方向转变，hTRAP1 - A571T 突变增强了线粒体呼吸和 ATP 生成，hTRAP1 - V556M 突变则导致基础呼吸、ATP 生成和细胞外酸化降低。
- 点突变对 TRAP1 促肿瘤活性的影响：研究人员通过体外致瘤实验发现，表达 D260N 突变体的细胞保留了形成病灶和侵袭的能力，且对选择性变构抑制剂化合物 5 具有抗性；V556M 和 A571T 突变体则表现出病灶形成和侵袭能力减弱；P381S 突变体显著增加了 MPNST 细胞的体外致瘤性，能够形成更多的病灶，在 3D 培养中生长能力更强，并且对化合物 5 也具有抗性。
综合上述研究结果，研究人员认为不同的 TRAP1 点突变会特异性地影响其结构稳定性、ATP 酶活性、生物能量代谢和促肿瘤活性。这些发现为理解 TRAP1 的结构 - 活性关系提供了新的视角，也为深入探究其在疾病发病机制中的作用奠定了基础。此外，了解 TRAP1 的结构变化如何影响其功能，对于开发高度选择性的 TRAP1 抑制剂具有重要意义，有望为相关疾病的治疗提供新的策略和靶点。未来，进一步研究其他未被深入探讨的 TRAP1 变异体，或许能够更全面地揭示其在健康与疾病中的复杂作用机制，为攻克相关疾病带来新的希望。
