2024年4月15日，中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所丁建平研究员团队在《细胞》子刊《结构》（Structure）杂志发表了关于小G蛋白与效应蛋白相互作用新机制的研究成果。

小G蛋白家族作为细胞信号转导中的分子开关，调控多种生物学过程。当小G蛋白结合GTP时处于活性状态，结合GDP时处于非活性状态，通常通过其开关区域与效应蛋白结合，激活下游信号通路。其中，ARL家族成员ARL2参与细胞微管组装调控，并通过与效应蛋白BART结合，维持STAT3在细胞核内的定位，同时调节线粒体ATP/ADP通道功能。

丁建平课题组博士生张天龙等利用结构生物学技术解析了ARL2-GTP与BART复合物的晶体结构，首次发现ARL2不仅通过传统的开关区域识别BART，还利用其N端α螺旋直接结合BART表面的疏水口袋。这种双重结合模式显著增强了ARL2对BART的特异性识别和结合能力，从而实现对下游信号通路的精准调控。

此前，ARL家族其他成员的N端α螺旋主要通过脂酰化定位于高尔基体膜上，并不参与效应蛋白结合。此次发现的ARL2独特结合机制，首次揭示了小G蛋白家族成员间功能差异的分子基础，为深入理解ARL家族蛋白的结构功能关系提供了重要线索。

该研究不仅丰富了小G蛋白与效应蛋白相互作用的理论框架，也为相关信号通路的调控机制研究提供了新的视角，具有重要的基础生物学意义。

本项研究获得国家科技部、国家自然科学基金、中国科学院及上海市科委的支持。（来源：中国科学院生化与细胞所）

参考文献：
Zhang T, Ding J. Structural insights into the ARL2-GTP-BART complex reveal a novel effector recognition mode. Structure. 2009; doi:10.1016/j.str.2009.01.014.

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