TRIM家族PRYSPRY结构域的结构解析及其对E3配体设计的启示

本研究针对TRIM家族PRYSPRY结构域的结构多样性影响E3泛素连接酶底物识别的关键问题，通过解析9种TRIM蛋白的晶体结构，揭示了β-三明治折叠的保守性及结合位点环区的显著差异，为开发靶向蛋白降解疗法提供了结构基础。

　　

在生命科学领域，TRIM（三结构域）家族作为最大的RING型E3泛素连接酶亚家族之一，其成员通过PRYSPRY结构域介导的蛋白互作参与先天免疫、细胞分化等重要生理过程。然而，该结构域低序列保守性导致的底物识别机制差异，以及相关疾病突变的影响机制长期未明。尤其近年来靶向蛋白降解技术（如PROTAC）的兴起，使得TRIM家族成为替代CRBN/VHL的新兴靶点，但缺乏系统性结构研究制约了理性药物设计。

法兰克福歌德大学（Goethe University Frankfurt am Main, Germany）的研究团队在《Journal of Structural Biology: X》发表的研究中，通过X射线晶体学首次解析了TRIM1/9/10/11/15/16/18/36/67共9个成员的PRYSPRY结构域高分辨率结构（1.5-2.3 ?）。研究采用分子置换与同晶置换法解析结构，结合差示扫描荧光法（DSF）分析突变体稳定性，并运用CASTp算法量化结合口袋特征。

主要发现

1. 整体结构保守性与特殊变异：所有结构均呈现典型的7链+6链反平行β-三明治折叠，但TRIM11出现独特的β7-β8链亚结构域交换现象，凝胶过滤证实其溶液态为单体，提示该区域动态性可能影响功能。

2. 二聚化新机制：TRIM36通过β2-β3间插入的螺旋-转角-链基序形成稳定二聚体（界面面积达1803 ?²），AlphaFold3预测其全长蛋白中该二聚化与卷曲螺旋域协同作用。

3. 底物结合位点多样性：

   • TRIM9/67因Met608/Tyr691相互作用导致β5/β6环塌陷，形成浅表结合口袋；

   • MID2的Trp694构象变化产生"开放-闭合"状态转换，溶剂可及体积从1.8 ?³动态变化至56 ?³；

   • TRIM10的Arg406和TRIM15的Ile390分别塑造了带正电与疏水性的结合微环境。

4. 疾病突变定位：Opitz综合征相关突变（如MID1的I536T、L626P）多位于β-三明治疏水核心，DSF显示野生型Tm仅47°C，提示突变可能通过破坏折叠稳定性致病。

技术亮点

研究整合了高通量晶体筛选（15个克隆中9个成功解析）、分子置换与硫代汞单波长反常散射法，并通过PISA服务器分析蛋白相互作用，结合ITOL工具构建系统发育树。

意义与展望

该研究首次系统揭示了TRIM家族PRYSPRY结构域的构象可塑性及其对底物识别的调控机制：

1. 为解释TRIM21（类风湿关节炎靶点）与TRIM58（小分子TRIM-473结合）的配体选择性差异提供结构基础；

2. 指出靶向TRIM9/67等浅表口袋或TRIM36二聚界面的特殊挑战；

3. 提出通过捕捉MID2等蛋白的瞬态开放状态开发变构抑制剂的策略。未来需结合分子动力学模拟与片段筛选，进一步探索这类"难成药"靶点的化学干预策略。