酵母与人类细胞色素c中Ω-loop C共进化残基替换的物理功能效应及其在血小板减少症中的调控机制

这篇研究深入探讨了细胞色素c(Cyt)Ω-loop C区共进化残基(T40S/I57V/T63N)替换对蛋白构象动力学及过氧化物酶活性的调控机制。通过比较酵母iso-1-Cyt与人类Cyt的差异，揭示这些残基通过调节碱性构象转变的触发基团酸解离常数(pKH)，维持Ω-loop D动态平衡，从而精准控制凋亡初期过氧化物酶活性的"分子开关"功能，为理解血小板减少症4型(THC4)相关突变提供新视角。

　　

亮点解析

人类细胞色素c(Cyt)的T40S、I57V和T63N变体在Ω-loop C及其邻近区域展现出微小但关键的调控效应：这些共进化位点突变虽未显著改变蛋白整体稳定性，但T40S和T63N变体通过降低碱性构象转变的pK_H值（分别p=0.0001和0.0005），微妙调节Ω-loop D的动态特性。有趣的是，伴随pK_C的补偿性变化维持了过氧化物酶活性基线，这种"动态缓冲"机制可能是进化过程中为保障凋亡信号精确调控而发展的关键策略。

人类Cytc变体的稳定性

通过盐酸胍(GdnHCl)变性实验发现，I57V和T63N变体的m值仅降低7%，而T40S变体则下降15%。尽管变性中点浓度(C_m)变化不显著，但变体与野生型(WT)的ΔΔG_unf差异（0.3-0.8 kcal/mol）提示这些突变主要影响蛋白质的局部柔性而非整体折叠稳定性。

共进化突变对人类Cytc的影响

研究揭示Ω-loop C的进化优先维持Ω-loop D的动态平衡：与THC4致病突变不同，T40S/T63N虽促进碱性构象形成，但通过协同调节pK_C抵消了过氧化物酶活性增强效应。这种"双重调控"机制解释了为何酵母Cyt具有更高本底活性，而人类版本则进化出更精确的活性开关功能。

结论

Ω-loop C的进化选择本质上是对蛋白质动态特性的优化：通过保守共进化残基网络（40/57/63位点），在维持结构稳定性的同时精确调控Ω-loop D的构象波动，确保细胞色素c在凋亡过程中作为过氧化物酶活性开关的可靠性。该发现为理解THC4相关突变的功能缺陷提供了新的分子视角。