“死亡”蛋白是如何让细胞走上不归路的?

中国科学院院士施一公团队分析了BAX条形/环形聚合物交换的基本重复单元结构，并回答了“死亡”BAX如何让细胞走上死亡命运的不归路。6月27日，相关研究成果发表在《科学》上。

BCL-蛋白质家族是由线粒体引导的细胞坏死的重要监测器，决定了细胞是活着还是死亡。其中，“死亡”BAX属于“促凋亡”蛋白。

激活后的BAX有一个共同的任务：在线粒体外膜上“打孔”，破坏膜的稳定性。BAX打孔不是一个常规的蛋白质通道，而是一个形状和大小不同的“伤口”。随着时间的推移，越来越多的BAX被激活，这些“伤口”会变得更大。这种打孔过程被称为“增加线粒体外膜的渗透性”。一旦普遍发生，它将使一些原本被“封印”在线粒体中的“促凋亡因素”逃离细胞质，使细胞走上不归路。

在制备的冷冻样品中，研究人员观察到了不同尺寸和灵活的BAX聚合物，就像手镯上的珠子一样。他们推断BAX聚合物具有相同的基本重复单元，并进一步发现每个基本重复单元实际上包含了4个BAX聚合物。

“我们使用的是总长度的BAX聚合物，而之前的科学家在分析结构时使用的是缩短后的版本。”团队成员、清华大学博士生张颖说。这意味着我以前只看到过两个聚会，因为我只拍了它的“半身照”，而不是“全身照”。

这项研究的另一个困难是，BAX聚合物是柔软的，它太灵活了。这种柔软性促使BAX不断调整其形状，并牢牢地剥落在柔软的线粒体外膜上。研究人员发现，每个基本的重复单元，即每个“珠子”的两侧，都有一对α9螺旋-相当于每个珠子两侧都有一个锁。珠子和珠子可以通过这个锁相互连接，最后搭建一个条形和弧形的BAX“死亡阵容”。当条形BAX聚合物首尾连接时，环形阵容就会出现。

研究人员试着把它拿走α9螺旋取出或“改造”BAX蛋白后，BAX在实施“死亡”职责时或多或少出现问题，要么不能放置阵容，要么不能钻孔。到目前为止，研究人员不仅揭示了BAX聚合物的基本重复单元，而且确定了条形、弧形和环形的BAX聚合物采用了完全相同的组装方法，也证明了BAX聚合物在细胞坏死中形成的重要性。