近(13)日，德國佛萊堡大學(University of Freiburg)生化與分生研究所，發現並證明DYRK1A訊息蛋白是調控粒線體外膜移位酶(TOM)複合體，使細胞代謝重要酵素更具滲透性的關鍵蛋白。此研究結果能更了解粒線體代謝異常疾病，並有望為治療制定新的策略。相關研究日前已發表在《Nature Communications》。
 
粒線體外膜移位酶(translocase of the outer mitochondrial membrane ,TOM) 長期以來，被研究人員認為是通往粒線體的大門，TOM複合物在粒線體外膜中會形成堅硬結構(rigid structure)，並開啟一個通道。在受到不同細胞代謝狀態下，TOM複合體次單位(Subunit)會進行調整，讓細胞特異性的控制前體蛋白(precursor proteins)流入，以建構新陳代謝元素。
 
佛萊堡大學研究人員為了深入研究TOM複合體的訊息調控機制，首先利用細胞生物學和生物訊息學方法開發一種系統方法來追蹤訊號，在他們的研究中發現DYRK1A蛋白激酶，是調控TOM複合體這種載體輸入的關鍵蛋白。
 
DYRK1A蛋白激酶會對TOM70 Ser91進行磷酸化反應，使TOM複合體相互作用，讓前體蛋白的受體(receptor)，轉移到TOM區，讓前體蛋白順利輸入粒線體中。
 
其研究也發現，TOM70 ^Ser91若出現變異，則不會發生磷酸化反應，前體蛋白輸入粒線體中的能力也因此下降。
 
另外抑制DYRK1A活性，也會損害粒腺體結構和功能，並引發保護性轉錄反應以維持功能機制。
 
研究人員認為，DYRK1A-TOM70 的訊息傳遞有助於了解DYRK1A引起的疾病機制，包括泛自閉症障礙症候群(autism spectrum disorder)、小腦症(microcephaly)和唐氏症(Down syndrome)，研究人員也希望未來能為這些疾病治療制定新的策略。
 
資料來源：https://www.nature.com/articles/s41467-021-24426-9
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/07/210719153504.htm