GDP结合态RagA通过调控v-ATPase组装控制果蝇溶酶体酸化的分子机制

本研究揭示了GDP结合态RagA通过破坏CCT复合物与v-ATPase V1亚基的相互作用，促进v-ATPase组装从而调控溶酶体酸化的新机制。研究人员发现RagAGDP依赖LAMTOR复合物的溶酶体定位，通过解除CCT对V1的束缚，激活v-ATPase的质子泵功能，为理解营养感应与自噬降解的偶联提供了重要理论依据。

　　

在细胞代谢调控的精密网络中，溶酶体作为降解回收中心，其酸性环境的维持对自噬过程至关重要。然而，营养缺乏时溶酶体如何动态调节酸化水平，特别是Rag GTPases这一关键营养感应分子在其中扮演的角色，始终是未解之谜。更引人深思的是，既往研究虽发现RagA的GDP结合态（RagA^GDP）能挽救溶酶体酸化缺陷，但其分子机制如同黑箱，而v-ATPase（液泡型H⁺-ATP酶）作为质子泵的组装调控更是悬而未决的关键环节。

清华大学的研究团队以果蝇卵巢为模型，在《Journal of Biological Chemistry》发表的研究中揭开了这一谜题。他们发现RagA^GDP通过物理阻断分子伴侣CCT（含无尾复合物多肽1的伴侣蛋白）与v-ATPase V1亚基的结合，促使V1与膜定位的V0亚基组装成功能性质子泵，从而驱动溶酶体酸化。这一发现不仅阐明了营养感应与细胞器功能调控的直接联系，更为溶酶体贮存病等疾病的治疗提供了新靶点。

研究采用多学科技术手段：通过果蝇遗传学模型结合组织特异性基因敲降（RNAi），利用GFP-mCherry-Atg8a双荧光报告系统定量溶酶体酸化状态；采用免疫共沉淀（Co-IP）和Western blotting解析RagA^GDP/CCT/v-ATPase三元复合物的动态相互作用；构建V5/HA标签重组质粒在S2细胞中验证蛋白互作；并首次制备果蝇RagC抗体实现内源蛋白定位分析。

Rag GTPases与CCT复合物的关联
研究发现RagA与CCT1存在直接相互作用，且v-ATPase V1亚基Vha36-1在生理状态下与CCT1结合。免疫荧光证实RagA缺失虽导致自噬溶酶体（ALs）累积，但溶酶体标志物Rab7/Spinster的定位未受影响，暗示缺陷源于v-ATPase功能异常而非溶酶体生成障碍。

CCT敲降挽救RagA缺失的表型
组织特异性敲降CCT1/2/4/5显著减少RagA RNAi卵室中GFP-Atg8a⁺（未酸化）溶酶体的累积，并缩小自噬体尺寸。p62降解实验进一步证实CCT缺失可恢复自噬流，提示RagA通过调控CCT-V1互作影响v-ATPase组装。

GDP结合态RagA促进v-ATPase组装
Co-IP实验显示RagA^GDP与CCT1的结合强度显著高于RagA^GTP，且RagA^GDP能有效解离CCT1-Vha36-1复合物。这一结果揭示了GDP结合构象改变使RagA获得"分子扳手"功能，直接撬动CCT-V1相互作用。

溶酶体定位是功能实现的前提
Lamtor4缺失导致RagA/RagC从溶酶体膜脱落，引发类似RagA敲除的酸化缺陷。而CCT敲降同样能挽救Lamtor4 RNAi表型，证实RagA^GDP需依赖LAMTOR复合物的膜定位才能有效调控CCT-V1互作。

这项研究构建了完整的信号传导链条：在营养匮乏时，RagA^GDP通过LAMTOR复合物锚定在溶酶体膜，竞争性结合CCT并释放v-ATPase V1亚基，促进其与V0亚基组装为功能性质子泵，最终实现溶酶体酸化和自噬底物降解。该发现突破性地将营养感应（Rag GTPases）、蛋白质折叠调控（CCT）和细胞器功能（v-ATPase）三大领域串联，为溶酶体相关疾病治疗提供新思路——例如通过靶向CCT-v-ATPase相互作用来纠正溶酶体酸化障碍。研究还提出未解问题：RagA^GDP如何协同mTORC1失活共同调控CCT-V1解离？这将是未来探索的重要方向。