人源TANGO2蛋白αββα折叠晶体结构揭示其Ntn水解酶家族特性与TANGO2缺乏症（TDD）的分子机制

这篇研究首次解析了人源运输和高尔基体组织蛋白2同源物（TANGO2）1.70 ?高分辨率晶体结构，证实其具有N端亲核氨基水解酶（Ntn）超家族典型的αββα折叠特征。研究通过结构分析揭示了保守的催化位点（Cys2）和配体结合腔，提出TANGO2可能通过水解酰基辅酶A（acyl-CoA）参与脂质代谢的分子机制，为理解TANGO2缺乏症（TDD）患者线粒体功能障碍、心肌病等多系统异常的病理机制提供了结构基础。

　　

TANGO2蛋白的αββα折叠结构特征

重组人源TANGO2蛋白的晶体结构显示其核心由两组β折叠（BG1/BG2）和外围α螺旋（AG1/AG2）构成典型的αββα折叠，与Ntn水解酶家族结构高度相似。质量谱分析证实N端甲硫氨酸（M1）缺失，且Cys2存在氧化修饰，暗示其可能作为催化亲核试剂参与自激活过程。结构比对发现，TANGO2与细菌肽酶C45（3GVZ）、胆汁盐水解酶（7SVG）等Ntn水解酶的活性中心半胱氨酸空间位置高度保守。

配体结合腔与潜在水解功能

通过CAVER分析发现，TANGO2的β折叠核心存在容积达1580 ?³的主腔室和254 ?³的次级腔室。X射线衍射数据捕获到磷酸根离子（P1）与R32/K56/R88形成的正电结合口袋，而磷酸盐非依赖结晶条件仍保留该位点配体，提示其可能参与辅因子结合。分子对接显示，棕榈酰辅酶A（palmitoyl-CoA）的腺苷二磷酸基团与磷酸结合位点重叠，而棕榈酰乙醇酰胺（PEA）的脂肪链可嵌入疏水腔，其羰基碳与Cys2距离3 ?，符合Ntn水解酶切割酰胺键的催化几何要求。

TDD致病突变的结构扰动

针对TDD患者常见错义突变（G154R、L50P等）的结构分析表明：

1. G154R突变位于β11折叠，精氨酸侧链引入可能导致α3螺旋位移；

2. L50P通过脯氨酸刚性破坏β3/β5折叠氢键网络，AlphaFold预测该突变引起局部解旋；

3. 位于α3螺旋的K166E突变则因谷氨酸负电荷干扰Y224氢键，导致α6螺旋紊乱。这些突变均位于活性中心10 ?范围内，可能通过破坏蛋白折叠或底物识别导致功能丧失。

oligomerization状态与功能启示

尺寸排阻色谱显示TANGO2在溶液中以单体（95%）为主，但晶体中形成埋藏面积677.8 ?²的弱相互作用二聚体。近期质谱光散射研究提出其三聚体/六聚体可能存在，暗示其寡聚化可能受浓度或翻译后修饰调控。不同于经典Ntn水解酶的多聚体特征，TANGO2的单体优势可能反映其对酰基辅酶A等脂质前体的动态处理机制。

治疗策略的结构线索

研究指出维生素B5（泛酸）可改善TDD患者ER-高尔基体运输缺陷，其作为辅酶A前体可能补偿TANGO2功能缺失导致的脂肪酸代谢障碍。结构模型显示，NRDE基序（25-28位）构成酰基辅酶A结合关键区域，为设计小分子稳定剂提供靶点。此外，突变引发的局部构象变化提示基因治疗需考虑空间位阻补偿。

这项研究首次将TANGO2的结构与功能关联，为解析TDD的复杂临床表现（心律失常、横纹肌溶解等）提供了分子框架，同时为开发靶向Ntn水解酶活性的治疗策略奠定基础。