《自然》：人类关键蛋白居然有“植物成分”！和胆固醇感应有关

胆固醇作为一种脂质分子，可以通过肝脏合成，也能随着食物摄入进入体内。不过，由于它经常与动脉粥样硬化、高血脂、高血压等疾病联系到一起，许多人对它的印象并不太好。实际上，适量的胆固醇对于维持细胞代谢与生长有关键作用，同时它也能充当信号分子帮助细胞感知环境中的营养、能量可获取性。

在这一过程，细胞表面的一些蛋白就充当了胆固醇感应器的角色，比如跨膜蛋白LYCHOS可以与胆固醇分子结合，并激活下游mTORC1信号通路来调节细胞生长。因此，深入了解LYCHOS可以帮助破解细胞生长异常的原因，从而为癌症以及其他异常细胞生长相关疾病带来新的治疗策略。

过去，LYCHOS已经被分类为G蛋白偶联受体（GPCR），但科学家对它的结构和功能细节仍然不清楚。在最近的《自然》杂志上，莫纳什大学的研究团队借助低温电子显微镜首次揭示了LYCHOS的三维结构，他们发现LYCHOS是由GPCR与植物中常见的细胞转运蛋白共同构成，形成了一种独特的混合体跨膜蛋白。

根据论文，为了研究LYCHOS转运蛋白结构域，作者借助FoldSeek在蛋白质数据银行（Protein Data Bank）以及AlphaFold数据库中进行了广泛的结构相似性搜索和分析。结果显示，与LYCHOS转运蛋白结构域相似度最高的是植物PIN生长素转运蛋白，两者的序列和跨膜拓扑结构都存在高度相似性，并且这种关系比任何其他人类转运蛋白更加密切。

在植物中，吲哚-3-乙酸（IAA）是一种关键的生长素，能调节植物茎的伸长、根的发育。过去科学家认为IAA不会在人类身上发挥作用，但近些年的研究却逐渐更新了这一认知，比如人类肠道中的微生物就能够产生IAA，并且在生理和疾病中发挥作用，甚至影响癌症患者的化疗效果。这些结果也一定程度解释了为何LYCHOS上会携带有植物的生长素转运蛋白，而LYCHOS在感知胆固醇之外很有可能还帮助细胞响应了IAA信号。

研究者指出，LYCHOS是GPCR中的一个特殊例子，它表明GPCR可以与其他膜蛋白结合形成GPCR杂合体。这些发现也将推动靶向LYCHOS的疗法研究，帮助阻止细胞的异常生长导致的疾病，或解决胆固醇代谢受损问题。