疟原虫Tepsin同源蛋白PfTepsin的表征：揭示顶复合体细胞器生成的新机制

这篇研究通过结构生物学和细胞生物学方法，首次在疟原虫（Plasmodium falciparum）中鉴定出Tepsin同源蛋白PfTepsin，揭示其非典型磷酸肌醇（PIPs）结合特性及在顶复合体（apical complex）细胞器（如微线体micronemes和高尔基体）间的潜在运输功能。研究发现PfTepsin的ENTH结构域通过正电口袋非特异性结合PIPs，并与网格蛋白（clathrin）和AP-4复合体相互作用，为疟疾寄生虫的细胞器生成机制提供了新视角。

　　

Pf3D7_1459600是Tepsin同源蛋白

通过AlphaFold3结构预测和实验数据比对，研究发现疟原虫蛋白Pf3D7_1459600具有与人类Tepsin相似的双域结构：N端ENTH结构域和C端tVHS/ENTH样结构域。尽管缺乏典型的螺旋α0（哺乳动物Epsins的膜变形关键元件），其ENTH结构域表面存在正电口袋，可能介导非特异性磷酸肌醇（PI3P、PI4P等）结合。脂质印迹实验证实该结构域能结合所有PIP亚型及磷脂酸，暗示其功能可能不同于经典Tepsins。

PfTepsin在无性红细胞内期的表达分析

利用SLI（选择连锁整合）技术构建PfTepsin-2xFKBP-GFP标记株，Western blot验证其149 kDa表达。活细胞成像显示，PfTepsin在滋养体和裂殖体阶段稳定表达，而在环状体阶段信号较弱且不稳定。多焦点分布提示其可能参与动态膜运输过程。

裂殖体阶段PfTepsin的亚细胞定位

共聚焦显微镜分析发现，PfTepsin部分共定位于高尔基体标志物ERD2（cis-高尔基）和Rab6（trans-高尔基），Pearson相关系数分别为0.65和0.57。在E64阻滞的晚期裂殖体中，与Rab6共定位增强，表明其可能在高尔基体两区室间穿梭。更引人注目的是，PfTepsin与顶复合体细胞器标志物（微线体蛋白AMA1/EBA175和棒状体蛋白RAP1）的共定位分析显示，其与AMA1重叠率最高（72%），暗示其可能参与微线体的生物发生或蛋白质分选。

网格蛋白和AP-4复合体是PfTepsin的潜在互作伙伴

通过邻近依赖生物素标记（Di-BioID）技术，鉴定出PfTepsin与网格蛋白重链/轻链及AP-4复合体ε亚基的相互作用。尽管哺乳动物Tepsins通常不与网格蛋白结合，疟原虫中保守的网格蛋白框基序（506–510和658–662位氨基酸）可能驱动这一独特互作。这一发现与弓形虫（Toxoplasma gondii）中网格蛋白参与顶复合体运输的报道一致，提示AP-4-Tepsin-网格蛋白轴可能在顶细胞器生成中发挥核心作用。

功能探索与挑战

尝试通过核转位（knock-sideways）干扰PfTepsin定位未观察到显著生长缺陷，但基因敲除失败和全基因组筛选的低突变评分支持其潜在必需性。研究者推测，采用膜靶向或四聚FKBP的改良策略可能更有效揭示其功能。

结论与意义

本研究首次将PfTepsin确立为疟原虫顶复合体细胞器生成的关键候选调控因子，其独特的PIP结合特性及与运输复合体的互作网络，为理解疟原虫细胞生物学提供了新框架。未来研究可探索PfTepsin在磷酸肌醇信号通路中的精确作用，或将其作为抗疟药物开发的潜在靶点。