《细胞》SecY 转基因伴侣在膜蛋白插入过程中对蛋白质折叠

2025年2月19日，来自北京大学李龙研究小组在学术期刊《细胞》杂志上发表了标题为“SecY translocon chaperones protein folding during membrane protein insertion.”的研究成果，发现SecY 转基因伴侣在膜蛋白插入过程中对蛋白质折叠。

研究人员表示，Sec易位对于引导膜蛋白插入脂质双分子层至关重要。膜蛋白的插入和折叠过程尚不清楚。

研究人员报道了在原核生物中通过SecY通道（Sec易位）插入的多跨膜蛋白的低温电镜结构。高分辨率结构阐明了大体积氨基酸是如何通过狭窄通道限制的。不同易位状态的比较表明，通道的细胞质腔和细胞外腔分别为促进跨膜段（TMs）的展开和折叠创造了不同的环境。释放的底物TM要么是柔性的，要么是由SecY的TM3和TM4之间意想不到的亲水性凹槽稳定的。沟槽的破坏引起了膜蛋白质组折叠中的全局缺陷。

Sec复合物促进膜蛋白的跨膜及正确折叠

图左部为细胞内SecY介导的膜蛋白转位示意图；上部为放大的膜蛋白转位中间态示意图；下图为膜蛋白转位过程中SecY及膜蛋白底物局部细节图，红色虚线圈注SecY作为“分子伴侣”帮助膜蛋白底物入膜折叠的关键位点。

?膜蛋白通过 SecY 转位子的快照

?SecY 的胞质腔促进蛋白质去折叠

?SecY 的细胞外腔促进蛋白质折叠

?SecY 的脂质暴露槽可保护膜中的亲水性跨膜片段

本研究揭示了Sec转运复合物前所未知的精妙组织方式，改写了对Sec功能的传统认知，提出Sec不仅仅只是被动的“蛋白通道”，更发挥不可或缺的“分子伴侣”功能，利用多种分子机理帮助膜蛋白入膜折叠。本研究为理解膜蛋白的转运机制提供了全新视角，并为研究膜蛋白折叠失衡相关的疾病提供了新的思路。

文章来源：

Xiaomin Ou, Chengying Ma, Dongjie Sun et al, SecY translocon chaperones protein folding during membrane protein insertion. DOI: 10.1016/j.cell.2025.01.037,Cell：最新IF：66.85