分享一篇发表在Nature chemical biology上的文章，题目为“Hetero-oligomerization drives structural plasticity of eukaryotic peroxiredoxins”。文章的通讯作者是来自布鲁塞尔自由大学的Joris Messens教授、来自凯撒斯劳滕-兰道大学的Marcel Deponte教授与来自德国萨尔兰大学的Bruce Morgan教授，他们的主要研究方向都专注于蛋白质氧化还原过程中的机制与调控。过氧化物还原酶是维持细胞氧化还原稳态的重要蛋白，其二聚体与十聚体之间的动态寡聚化与其功能调控密切相关。通常认为这类蛋白仅以同源寡聚体的形式发挥功能，虽然近期研究在体外观察到了人类 PRDX1 和 PRDX2 能够形成异源复合体，但其在活体内的真实性及其生理功能意义尚未得到证实。本文中，作者提出异源寡聚化并非偶然的体外现象，而是在多种真核物种中保守出现，且具有功能相关性。

作者以酵母细胞中的过氧化物还原酶Tsa1/Tsa2两种亚型为模型，如果在体外将纯化后的两种蛋白简单混合，并不存在相互作用，异源组装的发生必须在蛋白质折叠与初步寡聚化的早期阶段。因此，作者将两种蛋白在大肠杆菌细胞中进行共表达，并且使用无法形成同源二聚体的Tsa1突变体，通过串联亲和纯化成功验证了重组Tsa1与Tsa2能够形成异源二聚体。

通过纳米差示扫描荧光与质量光度计监测发现，同源 Tsa1 十聚体热稳定性极低，在生理温度附近（约39.5˚C）即发生解离。然而，仅需掺入极少比例的 Tsa2，即可显著提升整个复合体的解聚温度，使其保持十聚体状态；并且随着Tsa2比例的升高，解聚温度也随之升高，这表明异源组装可能是调节寡聚体稳定性的一种机制。

在验证了物理可行性后，研究转向了在生理应激背景下的研究。在酵母细胞中，氧化应激会诱导 Tsa2 的表达。在Tsa1或Tsa2加上roGFP2标记后，均能在氧化诱导后观察到阶梯状条带，同时在各组敲除另一亚型后缺少 H2O2 诱导下出现的异源十聚体条带，表明过氧化物还原酶的寡聚化过程中，Tsa2 能够以不确定的、多样的比例渗入到 Tsa1 框架中，形成不同亚型比例的十聚体。

最后，本文将研究视角从酵母模型推广到了整个真核生物领域，在多个物种中，均存在通过诱导两种性质互补的 Prx 亚型（易解离与高稳定）的表达、利用异源组装这一机制，实现了蛋白质结构在二聚体与十聚体之间的结构可塑性。这种结构上的灵活性最终转化为功能上的多效性，使生物体能够根据环境压力精确调节其抗氧化能力。

本文作者：ZJX

责任编辑：LCX

DOI：10.1038/s41589-026-02157-6

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41589-026-02157-6