伪GTP酶结构域介导蛋白质相互作用的结构基础：揭示AAGAB在适配体复合物组装中的分子机制

本研究通过生物化学与X射线晶体学手段，首次阐明AAGAB蛋白N端伪GTP酶结构域(psGD)通过非经典界面结合AP1/AP2 σ亚基的分子机制。研究人员解析了psGD:AP1σ3复合物1.7 ?高分辨率结构，发现其采用独立于GTP结合的独特"钳形"界面稳定σ亚基，并阻断货物蛋白识别位点。该成果为理解伪GTP酶介导的蛋白质相互作用提供了新范式，对阐明膜运输调控机制及相关皮肤病发病机理具有重要意义。

　　

在细胞生命活动中，GTP酶作为分子开关通过构象变化调控众多生理过程。然而近年来发现的伪GTP酶(pseudoGTPase)虽具有典型GTP酶折叠却丧失核苷酸结合能力，其功能机制长期成谜。其中，α和γ适配体结合蛋白AAGAB作为AP1/AP2适配体复合物的组装分子伴侣，其N端结构域虽被预测为G结构域(GD)，但关键G基序残基的缺失暗示着非典型功能。佛罗里达州立大学生物科学系Bing Wang等研究人员在《Structure》发表的研究，通过多学科技术手段揭示了AAGAB伪GTP酶结构域的全新作用机制。

研究团队首先通过离子对反相高效液相色谱(IP-RP-HPLC)和荧光结合实验证实AAGAB GD既无GTP水解活性，也不能结合mant-GTPγS或mant-GDP，符合I类伪GTP酶特征。疾病相关突变体E144K的1.78 ?晶体结构显示其具有典型GTP酶折叠，但关键核苷酸结合区域发生显著构象变化，特别是β6-α5环（后命名为σ亚基结合环SBL）远离经典核苷酸结合位点。

AAGAB伪GTP酶结构域结合并稳定AP1/AP2 σ亚基

通过细菌共表达系统，研究人员发现AAGAB psGD与AP1σ3/AP2σ1形成1:1化学计量比的稳定复合物，SEC-MALS测定分子量为36.2 kDa。细胞实验显示，破坏psGD-σ相互作用的突变体(Y53R/Y54R和DFEAV5R)无法恢复AAGAB敲除细胞中AP1σ/AP2σ的表达水平，证实psGD对σ亚基的稳定作用。

psGD:AP1σ3复合物结构揭示独特界面

1.68 ?分辨率复合物结构显示，psGD通过两个保守环以"钳形"方式结合AP1σ3：长钳SBL环(D151-F153-E155)嵌入σ亚基疏水口袋，与V88/V98形成氢键网络；短钳(β2-β3环)通过K52-Y53与σ亚基D102/F105相互作用。该界面完全不同于经典GTP酶的Switch I/II区域，且保守性分析显示从酵母到人类高度保守。

分子保护机制

结构比对发现psGD的F153占据AP1σ3的L(+1)位点，而σ亚基V98向结合中心位移2.6 ?，共同阻断了货物蛋白二亮氨酸基序([D/E]XXXL[L/I/M])的结合位点。这种空间位阻效应为理解AP复合物组装过程中σ亚基的保护机制提供了结构基础。

疾病相关突变影响

PPKP1皮肤病相关突变E144K和V139I虽保留σ亚基结合能力，但热稳定性测定显示V139I的熔解温度(T_m)降低1.7°C，提示突变可能通过影响psGD结构稳定性导致功能异常。

该研究首次阐明伪GTP酶结构域作为蛋白质相互作用模块的新功能，揭示了AAGAB通过非核苷酸依赖界面调控AP复合物组装的分子机制。结构解析的独特界面为靶向干预提供了新思路，对理解膜运输紊乱相关疾病（如点状掌跖角化症）具有重要价值。研究采用的1.7 ?高分辨率X射线晶体学、SEC-MALS分子量测定、细菌共表达pull-down等技术为类似研究提供了方法学参考。