科學家利用生物分子模擬預測代謝酶新功能

　　近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員李國輝團隊與中國科學院分子細胞科學卓越創新中心研究員楊巍維團隊、廣州大學教授王雄軍、復旦大學附屬中山醫院教授李全林等合作，揭示了代謝酶果糖1,6-二磷酸酶1（FBP1）能夠行使蛋白磷酸酶的功能，并證明了FBP1介導的IκBα去磷酸化在結直腸癌發生中起到關鍵作用。相關成果發表在《細胞研究》上。

大連化物所供圖

　　有研究表明，磷酸化可溶性代謝物的代謝酶，也可以作為蛋白質激酶磷酸化各種蛋白質底物，進而調節細胞周期、細胞凋亡和許多其他的細胞過程。

　　合作團隊針對這一研究現象，擬先通過理論計算挖掘可作為蛋白質去磷酸化的代謝物磷酸酶。李國輝團隊通過分子對接和分子動力學（MD）模擬對57種代謝物磷酸酶進行了高通量篩選，發現糖異生途徑中的催化果糖1,6-二磷酸（F-1,6-BP）水解為果糖6-磷酸（F-6-P）的關鍵代謝酶FBP1，可作為蛋白質磷酸酶。鑒于此，實驗合作團隊進一步通過磷酸化蛋白質組學分析，確定了IκBα是FBP1去磷酸化的蛋白底物。研究發現，FBP1第213位天冬酰胺（N213）直接與IκBα相互作用并去磷酸化IκBα第32/36位絲氨酸（S32/36），從而抑制NF-κB信號的激活。量子化學計算結果顯示，FBP1介導的IκBα去磷酸化的催化機制與F-1,6-BP去磷酸化類似， IκBα去磷酸化的能壘高于其底物。

　　該工作不僅揭示了代謝酶FBP1能夠行使蛋白磷酸酶的功能，明確了IκBα是FBP1去磷酸化的蛋白質底物，并確立了FBP1介導的IκBα去磷酸化在結直腸腫瘤發生中的關鍵作用及其機制。