构象特异性合成内抗体以亚细胞空间分辨率调控mTOR信号通路

来自国际团队的研究人员针对mTOR信号通路的空间调控难题，开发了可编程空间定位的合成内抗体(intrabodies)。通过噬菌体展示技术获得靶向mTORFRB 结构域的高亲和力抗体片段(Fabs)，解析其晶体结构揭示了通过底物招募界面识别不同构象的分子机制。研究发现这些构象特异性探针可模拟雷帕霉素抑制mTORC1稳定性的变构机制，并首次实现细胞核特异性mTOR信号调控，为研究蛋白激酶网络的空间机制提供了新工具。

　　

亚细胞区室化是雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号空间调控的核心特征，但位置特异性信号事件的生物学输出仍难以解析。这项研究创新性地设计了可遗传编码的合成内抗体(intrabodies)，通过噬菌体展示技术筛选出靶向mTOR^FRB
结构域的高亲和力抗体片段(Fabs)。高分辨率晶体结构显示，两种独特Fabs通过识别底物招募界面区分mTOR^FRB
的不同构象状态。

这些构象特异性结合剂作为细胞内探针，揭示了mTOR复合物1(mTORC1)稳定性调控的变构机制——该机制依赖于mTOR^FRB
细微的结构调整。有趣的是，合成结合剂通过定义位点的疏水残基模拟天然底物的分子识别模式，展现了mTOR^FRB
广泛的分子识别能力。

细胞信号研究表明，遗传编码的内抗体能时间依赖性地差异抑制S6激酶1和Akt磷酸化，其抑制机制与天然产物雷帕霉素类似。突破性的是，研究人员通过空间编程的内抗体表达，首次实现了细胞核特异性mTOR信号调控。这项成果不仅为解析mTORC1构象调控提供新工具，更为探索位置特异性mTOR信号在疾病进展中的作用开辟了新途径。