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雷帕霉素靶蛋白（TOR）是研究最为深入的蛋白激酶之一，它控制着细胞生长，并与癌症、糖尿病等疾病密切相关。该蛋白由巴塞尔大学的Michael Hall教授约25年前发现，他因此获得了生命科学突破奖。

Hall教授近期与苏黎世联邦理工学院的研究团队合作，首次在《科学》杂志上揭示了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）的独特结构。

蛋白激酶是调控众多细胞过程的重要蛋白家族。已知mTOR对细胞信号传导至关重要，涉及多种人类疾病，包括癌症、糖尿病和神经退行性疾病。多种mTOR抑制剂已被批准用于临床，尤其是治疗癌症和移植排斥。

尽管近十年来对TOR进行了广泛研究，但其与其他蛋白结合时的精确结构一直未能获得。如今，研究人员将晶体学方法与冷冻电镜相结合，为人们提供了前所未有的mTORC1结构信息。

在哺乳动物细胞中，mTOR存在mTORC1和mTORC2两种形式。这两种复合物均由mTOR和其他蛋白组成，结构庞大。mTOR通过这种形式执行多种功能，如控制细胞大小和生长，调控代谢和能量平衡。

mTOR本身就是细胞中最大的蛋白之一，与其他蛋白结合后更为庞大，这使其结构研究尤为困难。“之前的生化研究已鉴定了与mTOR结合的蛋白，”文章通讯作者之一Timm Maier教授说，“但我们还不清楚这些蛋白究竟如何互作。”研究人员经过三年多的努力，成功分离了适合高分辨率冷冻电镜的高质量mTORC1。他们还通过X射线晶体衍射确定了蛋白Raptor的结构，Raptor是mTORC1的第二大组分。

“我们的研究提供了一些出人意料的新线索，mTORC1的结构非常特殊，”Maier指出，“我们可以确定蛋白组分的精确互作位点，并由此阐明不同蛋白组分的功能。”事实上，每个蛋白组分都在整体活性调节和信号传导级联中起到重要作用。

mTOR活性调节至关重要，任何微小干扰都会产生严重后果。mTOR信号通路失调与许多疾病的发展有关。“不过，单独检测各个组分是没有意义的，因为复合物所有组分的互作才是其功能的关键，”Maier解释道。