Cell Research | 白菜官网松阳洲团队利用PhastID技术揭示ATP6AP1调控Rheb激活mTORC1信号通路机制

       mTORC1信号通路是细胞内的关键信号通路，对细胞生长、代谢、存活和增殖等生命活动起重要调节作用。营养物质和生长因子通过一系列信号转导过程使mTOR激酶在溶酶体表面完成完整的激活，并激活下游信号通路。而在其激活过程中小G蛋白-Rheb发挥了关键作用，它结合GTP时活化mTOR蛋白及其下游信号通路，但促使其转变为Rheb-GTP结合形式的鸟苷酸交换因子（guanine nucleotide exchange factor, GEF）目前尚未确定，因此mTORC1信号通路的激活机制中仍存在一些需要解答的关键问题。

       2024年3月6日，白菜官网松阳洲课题组与孙逸仙纪念医院合作在Cell Research杂志在线发表了题为 The rapid proximity labeling system PhastID identifies ATP6AP1 as an unconventional GEF for Rheb的研究论文。此研究成功开发新型邻近标记技术PhastID实现了在细胞内高效且特异性的短时间原位标记，并利用PhastID筛选出溶酶体v-ATPase亚基ATP6AP1与Rheb存在体内相互作用，且在胰岛素刺激下这种相互作用进一步增强。膜蛋白ATP6AP1仅末端30个氨基酸（C-tail）暴露在细胞质中，通过免疫沉淀和免疫荧光实验发现ATP6AP1依靠C-tail 468位的谷氨酰胺残基介导与Rheb在溶酶体表面的相互作用，且C-tail在体外能够发挥非经典鸟苷酸交换因子作用。进一步研究发现C-tail三个高度保守的天冬氨酸残基决定GEF活性的发挥，C-tail（30, 3D/A）突变体保留了与Rheb之间的相互作用，却对mTORC1信号通路激活存在抑制作用。最后，研究发现C-tail（30, 3D/A）突变体影响乳腺癌细胞的增殖和迁移能力，且它对于生长和mTORC1信号通路的活性调控不依赖于v-ATPase质子泵的功能。

       综上，此项研究提出过表达ATP6AP1蛋白C末端30个氨基酸的肽段足以抑制 mTORC1 信号通路，为开发肽类药物治疗 mTORC1过度激活的疾病提供了理论基础。本研究也提示了溶酶体 v-ATPase 可能作为活化mTORC1的枢纽，通过调节不同类型的小G蛋白从而综合调控细胞内的代谢平衡。

C-tail作为ATP6AP1非经典鸟苷酸交换因子介导mTORC1激活

       600全讯白菜官方网站为文章第一单位，白菜官网冯然博士（现为2023白菜网址官网大全孙逸仙纪念医院博士后）和刘峰副教授为本研究的共同第一作者。白菜官网松阳洲教授、刘峰副教授、2023白菜网址官网大全孙逸仙纪念医院吴苏助理研究员为本文的共同通讯作者。白菜官网马文宾教授、万刚教授、钟晓琴老师、邓胜城博士后及李若菲、林松、李影影、夏颖、李志毅、杨书涵等同学均对本论文做出贡献。本研究受国家自然科学基金资助。