CacyBP/SIP与RPL6互作调控核糖体功能:揭示蛋白质合成新机制

【字体: 时间:2025年07月23日 来源:Amino Acids 3.0

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  本研究针对CacyBP/SIP蛋白在核糖体功能调控中的未知作用,通过质谱分析发现其与核糖体蛋白L6(RPL6)的直接互作,结合分子对接和细胞实验证实该互作通过C端结构域介导,并影响热休克蛋白Hsp70的表达。研究为理解蛋白质翻译调控提供了新靶点,对肿瘤及神经退行性疾病机制研究具有重要意义。

  

在细胞生命活动中,蛋白质合成是维持生命活动的核心过程,而核糖体作为蛋白质合成的分子机器,其功能调控机制一直是生命科学领域的研究热点。近年来,科学家们发现多种辅助蛋白通过调控核糖体功能参与细胞应激、增殖和分化等过程,但具体分子机制仍有大量未知。其中,钙周期素结合蛋白/七在侏儒症1相互作用蛋白(CacyBP/SIP)作为一种多功能支架蛋白,虽已被证实与微管蛋白、S100蛋白家族成员等多种蛋白相互作用,但其是否参与核糖体功能调控仍是一个悬而未决的问题。

波兰科学院实验生物学研究所(Nencki Institute of Experimental Biology, Polish Academy of Sciences)的研究团队在《Amino Acids》发表的最新研究中,首次揭示了CacyBP/SIP通过直接结合核糖体蛋白L6(RPL6)调控蛋白质合成的分子机制。研究人员采用免疫共沉淀联合质谱分析技术筛选出RPL6等核糖体蛋白作为CacyBP/SIP的潜在互作伙伴,随后通过ELISA、邻近连接实验(PLA)和分子对接等技术证实两者直接互作的关键结构域。进一步研究发现,在CacyBP/SIP表达量降低的神经母细胞瘤NB2a细胞中,新生多肽标记物O-propargyl-puromycin(OPP)的掺入效率显著降低,且内质网网络结构发生改变,提示CacyBP/SIP可能通过影响核糖体功能参与蛋白质合成调控。

关键技术方法包括:1)质谱分析鉴定CacyBP/SIP互作蛋白;2)分子对接和分子动力学模拟预测互作界面;3)免疫共沉淀和PLA验证体内互作;4)OPP标记检测蛋白质合成效率;5)热休克诱导Hsp70表达分析。

【CacyBP/SIP与RPL6互作的验证】
通过免疫共沉淀从过表达CacyBP/SIP-3xFLAG的NB2a细胞中检测到内源性RPL6的共沉淀(图1A),ELISA实验显示重组CacyBP/SIP与RPL6直接结合(图1B)。分子对接发现CacyBP/SIP的C端结构域(残基186-229)与RPL6的C端结构域(残基148-283)形成疏水簇(图2B),分子动力学模拟进一步证实该互作在生理条件下的稳定性(图3)。

【核糖体定位与功能分析】
蔗糖密度梯度离心显示CacyBP/SIP与RPL6共同存在于60S大亚基组分中(图6)。在CacyBP/SIP敲降细胞中,OPP标记显示蛋白质合成活性降低(图7C-D),内质网追踪染色强度下降约60%(图S4),且热休克诱导的Hsp70表达增幅显著低于对照组(图8),表明CacyBP/SIP可能通过维持核糖体功能影响应激反应。

这项研究首次系统阐明了CacyBP/SIP-RPL6互作的结构基础及其对核糖体功能的调控作用,为理解蛋白质合成的精细调控提供了新视角。特别值得注意的是,CacyBP/SIP在多种肿瘤中异常高表达,而RPL6参与DNA损伤响应和p53通路调控,该互作网络的发现为相关疾病的治疗靶点开发奠定了理论基础。此外,研究建立的分子对接与功能验证相结合的策略,为其他支架蛋白的功能研究提供了方法学参考。未来需要进一步探究CacyBP/SIP是否通过类似机制调控其他核糖体蛋白,以及该通路在特定病理条件下的变化规律。

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