zDHHC5-Golgin A7棕榈酰化复合体的功能解析：非凋亡性癌细胞死亡调控新机制

本研究针对非凋亡性癌细胞死亡调控机制不明的科学问题，通过共免疫沉淀、功能实验和冷冻电镜技术，首次解析了zDHHC5-GOLGA7复合体的结构与功能，发现RNYR/RDYS基序对复合体形成的关键作用，为靶向蛋白棕榈酰化治疗癌症提供了新靶点。

　　

在癌症治疗领域，诱导肿瘤细胞死亡的传统策略主要聚焦于凋亡途径。然而，一种名为CIL56的小分子化合物却能通过独特的不依赖caspase的非凋亡机制杀死癌细胞，这种死亡方式与细胞器形态改变、膜运输紊乱密切相关。更引人注目的是，这种死亡过程依赖于一个神秘的蛋白质复合体——由zDHHC5棕榈酰转移酶（palmitoyltransferase）与其辅助蛋白Golgin A7（GOLGA7）组成的死亡促进复合物。尽管前期研究已发现该复合体对CIL56诱导的细胞死亡至关重要，但其精确的三维结构、分子互作界面以及功能调控机制仍是未解之谜。

为揭开这一谜团，斯坦福大学Martha A. Kahlson团队在《Journal of Biomechanics》发表重要成果。研究人员采用冷冻电镜（cryo-EM）技术首次捕获了Zdhhc5-GOLGA7复合体的高分辨率结构，结合共免疫沉淀（co-IP）筛选和功能丧失实验，系统阐明了调控复合体组装与死亡信号传递的关键分子开关。这项研究不仅填补了非凋亡性死亡调控的结构生物学空白，更为开发靶向棕榈酰化通路的新型抗癌药物提供了理论依据。

关键技术方法包括：1）构建23种小鼠Zdhhc酶文库进行GOLGA7互作筛选；2）通过位点定向突变和缺失突变体鉴定关键基序；3）利用HEK293S GnTI^-悬浮细胞系统表达复合体；4）冷冻电镜解析3.9 ?分辨率的三维结构；5）基于AlphaFold 3的预测模型指导结构解析；6）STACK活细胞成像技术定量细胞死亡动力学。

研究结果

多源Zdhhc酶与GOLGA7形成复合体

通过系统性筛选发现，除已知的Zdhhc5/8/9外，Zdhhc1/14/18也能与GOLGA7结合。进化树分析显示这些互作酶聚集在特定分支，但Zdhhc1例外，暗示存在非典型结合机制。

RNYR基序决定复合体组装

结构域定位发现Zdhhc5胞质环（含DHHC活性位点）是互作必需区域。序列比对鉴定出独特的¹⁴⁴RNYR¹⁴⁷基序，其中Arg147突变（RNYA）完全破坏互作，冷冻电镜显示该精氨酸与GOLGA7 Tyr76形成阳离子-π相互作用。

GOLGA7的RDYS基序反向调控

在GOLGA7及其旁系同源蛋白GOLGA7B中保守的¹⁶RDYS¹⁹基序被证实为结合关键，突变后丧失Zdhhc5招募能力。结构显示Arg16与Zdhhc5 Glu128可能形成盐桥，稳定锌指结构域构象。

冷冻电镜揭示复合体架构

3.9 ?分辨率结构显示：1）Zdhhc5含4个跨膜螺旋，胞质区含锌指结构；2）GOLGA7两亲螺旋插入膜内，类似ZDHHC20的α5螺旋功能；3）比较ZDHHC9-GOLGA7（PDB 8HF3）和酵母Erf2-Erf4复合体，发现RNYR/RDYS互作界面在进化中高度保守。

功能异质性解析

虽然GOLGA7B能替代GOLGA7恢复CIL56敏感性，但其^2CS突变体（Cys78/81Ser）仍保留部分Zdhhc5结合能力，而GOLGA7^2CS则完全失活，表明二者棕榈酰化修饰对复合体稳定的贡献度不同。

研究结论与意义

这项研究首次从原子层面揭示了死亡促进复合体Zdhhc5-GOLGA7的组装密码：1）鉴定出RNYR/RDYS这对"分子锁钥"，阐明其通过稳定锌指结构域和膜界面来维持复合体功能；2）发现GOLGA7可替代ZDHHC家族酶缺失的α5螺旋，为理解辅助蛋白的功能进化提供新视角；3）证实ZDHHC5-GOLGA7B互作不依赖棕榈酰化的特性，提示组织特异性表达可能调控死亡信号输出。

该成果具有多重转化价值：一方面，RNYR/RDYS界面可作为靶点设计小分子调控剂，精确干预非凋亡性死亡通路；另一方面，ZDHHC9中与GOLGA7互作的Pro150突变已被发现导致X连锁智力障碍，本研究为这类疾病的机制解析提供了结构模板。未来研究可进一步探索不同ZDHHC-GOLGA7组合的底物特异性，以及CIL56如何通过该复合体触发致死性棕榈酰化级联反应。