帕金森氏症重大突破!《Science》首揭關鍵蛋白PINK1與粒線體結合結構

撰文 編輯部
日期2025-03-18
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(圖片來源: WEHI)
近(15)日,澳洲沃爾特與伊莉莎白‧霍爾研究所(WEHI)首次解開困擾科學家數十年的謎團——影響帕金森氏症相關的人類蛋白PINK1與粒線體結合的結構,以及帕金森氏症患者的突變如何影響PINK1蛋白的作用。這項研究有助帕金森氏症PINK1突變患者的新療法開發,結果已發表在《Science》期刊。

粒線體是細胞內的能量工廠,在需要大量能量的細胞內,如腦細胞中,可能含有數百甚至數千個粒線體。在健康人中,PINK1能夠偵測到受損的粒線體並附著在上面,讓其進行粒線體自噬作用(mitophagy);但在PINK1突變的患者體內,這個流程無法正常運作,使得損壞的粒線體堆積在細胞內,造成細胞死亡,並引發早發性帕金森氏症(EOPD)。

雖然PINK1蛋白早在20多年前被首次發現,並確定與早發性帕金森氏症直接相關。但到目前為止,科學界還沒完整看過人類PINK1的結構,也不知道PINK1如何附著在受損的粒線體表面。

領導這項研究的WEHI 泛素訊號部門負責人David Komander,經過多年研究,利用冷凍式電子顯微鏡,確定了人類PINK1會以二聚體形式穩定存在於,內源性粒線體的粒線體外膜移位酶(translocase of the outer mitochondrial membrane ,TOM)和電壓依賴性陰離子選擇通道(Voltage-dependent anion channel, VDAC) 二聚體組成的結構中。

「這是我們第一次看到人類PINK1附著在受損的粒線體表面,並發現了一組特殊的蛋白質作為兩者的接點。我們還首次看到帕金森氏症患者體內存在的突變是如何影響人類PINK1蛋白」,WEHI研究員Sylvie Callegari博士表示。

研究團隊表示,這項研究的發現,有望使PINK1蛋白成為潛在的治療藥物標靶,團隊希望利用這項發現進一步開發新療法,以減緩或阻止帶有PINK1突變的帕金森氏症患者病情惡化。

資料來源:
https://medicalxpress.com/news/2025-03-scientists-decades-parkinson-mystery.html#google_vignette
https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/structure-of-key-parkinsons-disease-protein-pink1-seen-for-first-time/

(編譯/實習記者 康育華)