解析出脂質翻轉酶Drs2p–Cdc50p的三維結構和自我調節機制

P4-ATP酶（Type 4 P-type ATPase, P4-ATPase）是脂質翻轉酶（lipid flippase），可促進磷脂從真核細胞膜的質膜外小葉主動轉運到細胞質小葉。P4-ATP酶的分子結構及其識別和轉運脂質的機制仍然未知。

在一項新的研究中，來自丹麥奧胡斯大學、德國馬克斯-普朗克生物物理研究所和法國細胞綜合生物學研究所的研究人員解析出一種稱為Drs2p–Cdc50p的P4-ATP酶的低溫電鏡結構。相關研究結果于2019年6月26日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Structure and autoregulation of a P4-ATPase lipid flippase”。

Drs2p–Cdc50p是一種來自釀酒酵母的脂質翻轉酶，特異性地作用于磷脂酰絲氨酸和磷脂酰乙醇胺。Drs2p-Cdc50p由Drs2p的羧基末端尾部自動抑制，并且可被脂質磷脂酰肌醇-4-磷酸（phosphatidylinositol-4-phosphate, 縮寫為PtdIns4P或者PI4P）激活。

在這項新的研究中，這些研究人員解析出Drs2p-Cdc50p的三種低溫電鏡結構，分別代表它處于自我抑制狀態、中間狀態和完全激活狀態下的結構。這種分析突出了P4-ATP酶的特異性特征，并揭示了自身抑制和PI4P依賴性激活的位點。

這些研究人員還在脂質翻轉酶Drs2p–Cdc50p中觀察到一個推定的脂質轉位通路，該通路涉及跨膜區段4中的一個保守性的PISL基序以及跨膜區段2和5中的極性氨基酸殘基，特別是位于脂質雙層中心的Lys1018。