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孕激素受体（PR）的两种亚型 PR-A 和 PR-B 在乳腺癌发生中起重要作用，但它们与共调节蛋白（CoRs）相互作用的分子细节不明。研究人员运用结构蛋白质组学技术研究 PR 与 CoRs 的结合机制，发现了顺序结合机制等。这为理解 PR 功能及相关疾病治疗提供了依据。
在生命科学领域，激素与人体健康的关系一直备受关注。孕激素作为一种重要的激素，通过孕激素受体（PR）发挥着多种生理作用，如调节女性生殖组织的发育、分化和功能维持等。然而，PR 存在 PR-A 和 PR-B 两种亚型，它们在不同组织中的表达差异以及与疾病的关联十分复杂。尤其是在乳腺癌等疾病中，PR-A 和 PR-B 信号通路的失调与肿瘤的发生发展密切相关，但 PR 亚型与致癌性共调节蛋白（CoRs）相互作用的分子细节却知之甚少。由于全长类固醇激素受体（SRs）和 CoRs 的构象灵活性、大尺寸和多结构域等特点，传统的高分辨率结构分析技术难以解析它们的结构和相互作用，这成为该领域研究的一大阻碍 。
为了深入探究这些问题，来自美国斯克里普斯研究所（Skaggs Graduate School of Chemical and Biological Sciences, Scripps Research）等多个研究机构的研究人员开展了一项关于 PR 结构蛋白质组学的研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为理解 PR 的功能机制和相关疾病的治疗提供了新的思路。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是氢氘交换质谱（HDX-MS），它基于蛋白质主链酰胺氢与氘的交换原理，通过检测不同条件下的氘交换差异，来揭示蛋白质的构象变化和蛋白质 - 蛋白质相互作用位点。另一种重要技术是交联质谱（XL-MS），利用化学交联剂将蛋白质中的氨基酸残基连接起来，通过分析交联位点来确定蛋白质 - 蛋白质相互作用区域和氨基酸之间的距离约束 。同时，研究人员还借助 AlphaFold 3.0 进行结构预测，将实验数据与预测模型相结合，更直观地展示蛋白质复合物的结构 。
研究结果部分：
- 稳定蛋白质和复合物的生成：研究人员利用杆状病毒系统在草地贪夜蛾（Sf9）昆虫细胞中表达并纯化了带有 Strep-II 标签的全长 PR 和 CoRs（SRC3、p300）。经检测，纯化后的蛋白质纯度高、质量好，且能在实验条件下组装成稳定的复合物，其化学计量比为 1:1:2:1（p300:SRC3:PR:DNA），这与之前报道的 PR:SRC2:p300/DNA 冷冻电镜结构一致。
- DNA 结合诱导 PR 亚型特异性构象变化：HDX-MS 研究发现，DNA 结合会使 PR-A 的 DBD 和 LBD 区域的氘交换减少，表明这些区域得到稳定；而 PR-B 在 DNA 结合时，NTD、DBD - CTE 和 LBD 区域的扰动较少，但两种亚型的二聚化结构域在 DNA 结合时均有氘交换减少的现象。XL-MS 分析显示，DNA 结合导致 PR 的 CTE 和 LBD 区域发生重排，PR-A 的 N - 末端与 C - 末端距离改变，整体构象发生变化。
- 共调节因子结合诱导 PR 亚型构象变化：HDX-MS 研究表明，SRC3 能与 PR-A 结合并影响其构象，在无 DNA 时可能促进 PR-A 二聚化；p300 的加入则增强了三元复合物的稳定性。XL-MS 分析进一步证实了 PR、SRC3 和 p300 之间的相互作用，且发现不同 PR 亚型与 SRC3 的结合模式存在差异 。
- 结构蛋白质组学确定 SRC3 和 p300 的 NR 盒利用情况：HDX-MS 实验监测 SRC3 的溶剂交换差异，发现 PR-A 主要利用 SRC3 的 NR 盒 2，NR 盒 1 利用较少，NR 盒 3 在 PR-A 结合时未被结合；p300 加入后，所有 NR 盒的氘交换均减少，表明 p300 直接结合 NR 盒 3 。PR-B 与 SRC3 的相互作用模式与 PR-A 不同，其在各 NR 盒的溶剂交换变化有差异 。功能突变实验也证实了 NR 盒 2 对 PR 转录反应的重要性。
- 直接的 PR:p300 相互作用：XL-MS 实验表明，在无 SRC3 的情况下，PR 和 p300 仍能形成交联，存在直接的蛋白质 - 蛋白质相互作用，且涉及 p300 的多个结构域 。
- RU486 拮抗作用对 PR 复合物的影响：研究发现，与激动剂结合的 PR 相比，与孕激素拮抗剂 RU486 结合的 PR 与 SRC3 和 p300 的相互作用发生改变，包括交联位点的转移和复合物稳定性的变化。HDX-MS 显示，RU486 结合的 PR 在 CoR 结合时，蛋白质整体的氘交换减少，但仍能与 CoRs 结合并稳定复合物 。
研究结论和讨论部分，研究人员通过结构蛋白质组学方法，深入解析了 PR 与 CoRs 的相互作用机制，揭示了 PR 的顺序启动机制：PR 先结合 DNA，再结合 SRC3 稳定二聚体，最后结合 p300 稳定三元复合物。同时发现，拮抗剂 RU486 虽然会改变 PR 与 CoRs 的相互作用模式，但 PR 仍能与 SRC3 和 p300 结合，这挑战了传统的核受体激活和抑制模型 。这些发现对于理解 PR 在正常生理和疾病状态下的功能具有重要意义，为开发针对 PR 相关疾病（如乳腺癌）的治疗策略提供了新的理论基础，有望推动相关药物研发和临床治疗的进步 。
