综述：解码PLK1停靠基序和激活机制的语言

这篇综述深入探讨了Polo样激酶1（PLK1）在细胞周期调控中的核心作用，系统梳理了其通过非经典基序识别、T-loop磷酸化（Thr210）和构象转换实现时空特异性激活的分子机制。文章重点解析了PLK1与Bora-AURKA复合物、PP1/PP2A磷酸酶的动态调控网络，及其在着丝粒（CENP-A沉积）、纺锤体组装检查点（SAC）和胞质分裂等关键事件中的"主停靠位点"层级调控策略，为开发特异性PLK1抑制剂提供了新视角。

　　

PLK1在细胞景观中的多重面貌

作为与CDK1、Aurora A/B（AURKA/B）并列的有丝分裂核心调控因子，PLK1通过磷酸化数千种底物协调染色体凝聚、核膜解体、中心体成熟等关键事件。最新研究发现PLK1还能通过"有丝分裂秒表"机制调控异常延长有丝分裂后的G₁期阻滞。这些功能依赖于其C端Polo-box结构域（PBD）介导的亚细胞定位能力，将激酶活性精准递送至中心体、动粒和纺锤体中区等部位。

PLK1的激活：T-loop磷酸化之谜

Thr²¹⁰的磷酸化是PLK1激活的关键开关，主要由AURKA-Bora复合物在G₂晚期完成。有趣的是，Bora既能通过寡聚化抑制PLK1活性，又能作为AURKA的激活剂——这种双重调控的分子基础尚待阐明。CDK1通过磷酸化Bora的Ser¹¹²增强AURKA活性，形成正反馈；而PLK1对Bora的磷酸化又触发SCF^β-TrCP介导的降解，构成负反馈。新发现的Apolo1通过抑制PP1保护PLK1的pThr²¹⁰，而MYPT1-PP1复合物则负责其去磷酸化，这种"磷酸酶接力"机制确保PLK1活性的精确时空调控。

定位与启动：磷酸化依赖的激活机制

PLK1的PBD不仅能识别底物，还通过结合激酶域（KD）维持自抑制状态。冷冻电镜和AlphaFold模型揭示，连接KD与PBD的域间连接区（IDL）像"分子锁"般稳定这种闭合构象。当PBD结合磷酸化基序时，会引起L2环构象变化，解除对KD的抑制——这种变构激活机制在PLK1:MAP205复合物结构中得到印证。值得注意的是，T-loop磷酸化与PBD结合可能通过不同路径诱导相似的构象变化，但二者协同的具体机制仍是未解之谜。

解码PLK1与磷酸化底物的相互作用

PLK1通过PBD识别包含[S-pT/pS-X]核心基序的底物，其中His⁵³⁸/Lys⁵⁴⁰组成的"钳子"结构负责结合磷酸化位点。CDK1是主要的"启动激酶"，其生成的S/T-P位点为PLK1提供空间定位线索。但PLK1也能自我启动（如CENP-U Thr⁷⁸），或通过"接力启动"机制——先由CDK1在CENP-U Thr⁹⁸位点招募PLK1，再由PLK1磷酸化邻近的Thr⁷⁸形成高亲和力结合位点。这种层级调控在着丝粒维持中尤为突出：PLK1依次磷酸化M18BP1（Thr⁷⁸/Ser⁹³）、MIS18α和HJURP，形成有序的信号传导链。

高亲和力停靠位点的结构密码

除经典磷酸化位点外，PLK1通过多个附属结合位点增强底物特异性：1）由Trp⁴¹⁴/Phe⁵³⁵等组成的疏水腔结合-3位芳香族残基；2）Tyr口袋（Tyr⁴¹⁷/Tyr⁴⁸⁵）在配体结合时开放，接纳苯丙氨酸；3）M18BP1的pSer⁹³构成第二个磷酸化识别位点。这些特征共同定义了"主停靠位点"，如M18BP1的双磷酸化位点缺失会导致PLK1完全无法定位到着丝粒。更惊人的是，PLK1结合MIS18α时能机械性解除其自抑制构象，促进与HJURP的互作——这是首例发现PLK1具有酶活性之外的力学调控功能。

PLK1-磷酸酶的动态博弈

在动粒区域，PLK1与PP2A-B56在BUBR1上形成精妙的平衡：PLK1磷酸化BUBR1的Ser⁶⁷⁶/Thr⁶⁸⁰招募PP2A-B56，后者又去磷酸化PLK1的结合位点Thr⁶²⁰，构成负反馈循环。这种自限性调控网络与AURKB-PP1通路协同工作：微管附着降低AURKB活性，促进PP1定位到KNL1去磷酸化MELT重复序列，进而减少BUB1/BUBR1-PLK1-PP2A复合物。这种多层次的磷酸酶调控确保纺锤体检查点信号与微管附着状态精确匹配。

展望与挑战

尽管PLK1调控研究取得重大进展，许多关键问题仍待解答：Bora寡聚化的结构基础？非经典停靠位点的普遍性？机械力传导在其他底物中的适用性？对这些机制的深入理解将推动开发靶向PLK1特定功能域的抗癌策略，避免全局抑制带来的毒副作用。随着冷冻电镜和AlphaFold等技术的进步，PLK1全酶结构与构象变化的动态解析将成为下一个突破口。