Ola1通过抑制MAPK/Pmk1信号通路调控裂殖酵母线粒体活性氧水平的分子机制

本研究揭示了Ola1（Obg样ATP酶）通过抑制MAPK/Pmk1信号通路调控线粒体活性氧（mtROS）水平的新机制。研究人员发现Ola1缺失会导致裂殖酵母中mtROS水平升高，并通过物理结合MAPK/Pmk1及其上游激酶Pek1抑制信号传导。该研究阐明了Ola1在维持细胞氧化还原稳态中的关键作用，为理解线粒体功能障碍相关疾病提供了新视角。

　　

线粒体作为细胞的能量工厂，其功能异常与多种疾病密切相关，而活性氧（ROS）的失衡是导致线粒体功能障碍的关键因素。尽管已知Obg家族ATP酶Ola1参与翻译调控和热休克反应，但其在线粒体ROS（mtROS）调控中的作用机制仍是未解之谜。中国科学院的研究团队在《Microbiological Research》发表的研究，首次揭示了Ola1通过MAPK/Pmk1信号通路调控mtROS的分子机制，为理解细胞应激响应提供了新范式。

研究采用基因敲除、荧光标记、蛋白质互作分析等技术，结合裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）模型，系统评估了Ola1缺失对线粒体形态和功能的影响。通过体外激酶实验和免疫共沉淀，明确了Ola1与Pek1-Pmk1信号模块的相互作用。

主要发现

1. Ola1缺失导致mtROS升高与线粒体聚集
   通过DCFH-DA荧光探针检测发现，Δola1菌株的mtROS水平显著增加，并伴随线粒体网络碎片化。这表明Ola1是维持线粒体氧化还原平衡的关键因子。

2. Ola1抑制MAPK/Pmk1信号通路
   免疫共沉淀证实Ola1与Pmk1及其上游激酶Pek1直接结合。体外实验显示Ola1能抑制Pek1介导的Pmk1磷酸化，揭示了其通过阻断MAPK级联反应调控mtROS的分子基础。

3. mtROS激活应激响应通路
   在Δola1细胞中，升高的mtROS促进转录因子Hsf1核定位，上调分子伴侣Ssa1（Hsp70同源物）表达，表明Ola1缺失触发了保守的热休克防御机制。

结论与意义
该研究阐明了Ola1-Pmk1轴调控mtROS的双重作用：一方面通过抑制MAPK信号限制ROS生成，另一方面通过诱导Hsp70维持蛋白质稳态。这种机制在肿瘤（Ola1表达异常）和线粒体相关疾病中可能具有普适性，为开发靶向Ola1的抗氧化疗法提供了理论依据。研究首次将Obg家族蛋白功能拓展至MAPK信号调控领域，填补了线粒体应激响应通路的认知空白。