細胞如何感知營養(yǎng)物質狀態(tài)從而協(xié)同調控生長是生命科學的基本問題。營養(yǎng)物質包括氨基酸、葡萄糖和脂肪酸等。其中，細胞通過mTORC1復合物感受氨基酸濃度，并據(jù)此調節(jié)蛋白質合成和細胞生長。各種氨基酸的濃度會被其對應的感受器蛋白感知到（即氨基酸受體）。

2021年7月21日，北京大學未來技術學院分子醫(yī)學研究所、北大-清華生命科學聯(lián)合中心、北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心劉穎教授課題組在Nature在線發(fā)表題為“SAR1B senses leucine levels to regulate mTORC1 signalling”的研究論文，報道亮氨酸受體蛋白SAR1B對mTORC1的調控機制及其重要的生理病理意義。

研究人員通過質譜實驗發(fā)現(xiàn)亮氨酸的受體蛋白SAR1B。SAR1B的經(jīng)典功能是作為小G蛋白酶參與囊泡形成。研究人員發(fā)現(xiàn)，SAR1B感知亮氨酸不依賴于其經(jīng)典的小G蛋白酶活性。SAR1B感受到亮氨酸信號后，通過GATOR2復合物將信號傳遞給mTORC1（圖1）。此外，研究人員利用無脊椎模式生物線蟲，證明了SAR1B感知亮氨酸是進化上高度保守的機制。研究人員通過生物信息學分析和建立裸鼠肺內(nèi)原位瘤模型，證明SAR1B通過抑制mTORC1活性，在肺癌發(fā)生中扮演著抑癌因子的功能（圖2）。

圖1.分子機制：（左）亮氨酸缺乏時，SAR1B結合并抑制GATOR2，mTORC1失活；（右）亮氨酸充足時，SAR1B結合亮氨酸并發(fā)生變構，解離GATOR2，mTORC1被激活

圖2. 病理意義：（左）小鼠肺內(nèi)原位瘤建立示意圖；（右）去除SAR1B及其同源蛋白SAR1A促進小鼠肺內(nèi)腫瘤生長，給予雷帕霉素治療，腫瘤生長被抑制

北京大學陳杰博士和劉穎為本研究的共同通訊作者。陳杰和北京大學未來技術學院分子醫(yī)學研究所博士生歐宇輝為共同第一作者。該研究獲得國家自然科學基金委、科技部國家重點研發(fā)計劃、HHMI國際研究學者項目、北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心、北大－清華生命科學聯(lián)合中心和科學探索獎的資助。

來源：北京大學