PPP2R5D-PP2A磷酸酶调控liprin-α1液-液相分离的分子机制及其在神经发育障碍中的作用

本研究揭示了PPP2R5D-PP2A磷酸酶通过去磷酸化liprin-α1关键位点（如S763）抑制其液-液相分离（LLPS）的分子机制，发现PPP2R5D致病突变E420K可破坏这一调控，导致liprin-α1/β1异源二聚化异常。该成果为理解神经发育障碍Houge-Janssens综合征的病理机制提供了新视角。

　　

在细胞信号传导的精密调控网络中，蛋白质的液-液相分离（LLPS）是形成无膜细胞器的重要机制，但磷酸酶如何参与这一过程仍知之甚少。liprin-α1作为支架蛋白，在突触传递和细胞迁移中发挥关键作用，其动态组装是否受磷酸化调控尚不明确。更引人深思的是，PPP2R5D（PP2A的B56δ亚基）的突变与神经发育障碍Houge-Janssens综合征密切相关，但其病理机制仍笼罩在迷雾中。

为解决这些问题，国外研究团队通过多学科交叉方法，揭示了PPP2R5D-PP2A通过特异性去磷酸化liprin-α1抑制其LLPS的分子机制。研究发现，PPP2R5D通过结合liprin-α1的短线性模体SLiM4靶向其磷酸化位点（如S763），而致病突变E420K会破坏这一功能，导致liprin-α1异常相分离和liprin-α1/β1二聚化缺陷。该成果发表于《Journal of Biological Chemistry》，为理解神经发育障碍的分子基础提供了新范式。

研究采用CRISPR-Cas9构建PPP2R5D敲除和E420K敲入细胞系，结合免疫共沉淀、质谱磷酸化分析和荧光漂白恢复（FRAP）验证LLPS动态特性。通过构建liprin-α1截短体和点突变体（如S763E/S763A），结合定制化磷酸化抗体，系统解析了结构域功能和调控网络。

PPP2R5D结合liprin-α1的SLiM模体
通过缺失突变和氨基酸置换实验，发现SLiM4（L¹⁷⁹
KSLFE¹⁸⁴
）是PPP2R5D结合的关键位点。SLiM4突变体与PP2A全酶的结合几乎完全消失，而SLiM1仅在与SLiM4共突变时起次要作用。

SLiM4突变驱动liprin-α1相分离
GFP-liprin-α1 SLiM4突变体在HEK293细胞中形成动态液滴，FRAP显示荧光恢复率达20.8%（t_1/2
=5.54秒），且液滴可发生融合，符合LLPS特征。这表明PPP2R5D结合缺失导致liprin-α1磷酸化累积，促进相分离。

S763磷酸化是LLPS的关键开关
质谱分析发现SLiM4突变体中S763等位点磷酸化增强。S763E（磷酸模拟突变）足以诱导LLPS，而新开发的pS763抗体证实PPP2R5D敲除细胞中S763磷酸化水平显著升高。值得注意的是，S763在liprin-α家族中具有独特性，暗示亚型特异性调控。

PPP2R5D缺失或突变破坏调控平衡
PPP2R5D敲除细胞中，野生型liprin-α1自发形成液滴（FRAP恢复率26.3%）。更关键的是，Houge-Janssens综合征相关突变E420K虽保留PPP2R5D表达，却无法抑制LLPS，表明其通过显性负效应破坏功能。

SAM结构域与liprin-β1互作的调控作用
删除SAM结构域（ΔSAMs）几乎完全消除LLPS，而E942A突变（破坏liprin-β1结合）则增强相分离。PPP2R5D缺失或E420K突变均减弱liprin-α1/β1异源二聚化，揭示磷酸化通过调控SAM结构域互作影响LLPS的新机制。

这项研究首次建立了PPP2R5D-PP2A→liprin-α1磷酸化→liprin-α1/β1二聚化→LLPS抑制的完整调控轴。尤为重要的是，致病突变E420K破坏该通路的现象，为解释Houge-Janssens综合征患者突触发育异常提供了分子基础。同时，liprin-β1基因（PPFIBP1）突变与神经发育障碍的关联性，进一步佐证了该通路的临床相关性。未来针对PPP2R5D-liprin-α1互作界面的药物开发，或为相关疾病治疗提供新策略。