LONP1蛋白酶如何调控线粒体基因表达？2024最新机制解析

LONP1 是一种 AAA+ 线粒体蛋白酶，在蛋白质质量控制中发挥作用，但其在这一过程中的确切作用尚不清楚。本研究调查了人类 LONP1 在线粒体蛋白质稳态和基因表达中的作用。LONP1 的耗竭导致部分线粒体 DNA (mtDNA) 丢失以及与核糖体生物发生受损相关的线粒体翻译完全抑制。在存在催化死亡形式的 LONP1 时，特定亚群的线粒体基质蛋白（SSBP1、MTERFD3、FASTKD2 和 CLPX）水平增加，表明它们是真正的 LONP1 底物。意外的是，这些相同蛋白的未加工形式也在不可溶蛋白组分中积累。在耗竭线粒体加工肽酶 MPP 后，这些未加工的基质蛋白亚群（而非其成熟形式）也积累，而所有其他调查的 MPP 底物均正常加工。长期耗竭 LONP1 产生大量基质蛋白聚集体，强烈激活整合应激反应 (ISR) 通路，并导致自噬标志物 PINK1 的稳定化。这些结果表明，LONP1 和 MPP αβ 共同参与了一部分 LONP1 客户端蛋白的成熟，LONP1 活性对于维持线粒体蛋白质稳态和基因表达至关重要。