Mol Cell：许代超团队揭示程序性坏死的相分离调控机制

中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心许代超团队在 Molecular Cell 期刊发表了题为：PARP5A and RNF146 phase separation restrains RIPK1-dependent necroptosis 的研究论文。

该研究报道了新的程序性坏死的死亡检查点，并揭示了该检查点以相分离的形式调控程序性坏死的分子机制。

在这项研究中，研究团队揭示了PARP5A和RNF146蛋白通过共分相的方式促进了其对活化后的RIPK1-K376位点的聚ADP核糖基化（PARylation）依赖的泛素化修饰（PARdU）阻止了程序性坏死发生的分子机制。

该研究发现，如果当RIPK1在TNF-RSC中不能被正常的检查点所抑制时，比如K376位点没有被正常的泛素化，这部分RIPK1就会发生激活，通过变构招募接头蛋白TAX1BP1，从而进一步将有功能的PARP5A和RNF146蛋白复合物招募到激活的RIPK1上并分别通过PARP5A介导的PARylation和RNF146介导的PARdU修饰在激活的RIPK1的K376位点上连接泛素链，使其被蛋白酶体降解，进而阻止了程序性坏死的发生。

然而和PARP5A同源的蛋白PARP5B在之前的研究中被证明和PARP5A具有完全相同的功能。两者的氨基酸序列以及结构都十分相似，因此一度被认为在功能上冗余。然而研究人员发现PARP5B并不能像PARP5A一样调控程序性坏死。进一步的分析发现，PARP5A相比于PARP5B在其N端多了一个功能未知的HPS结构域，而该结构域是典型的无序结构域（IDR）。由于IDR可能驱动蛋白质相分离发挥特定功能，研究人员发现在程序性坏死发生的时候，PARP5A和RNF146可以发生共相分离，且依赖于PARP5A的HPS结构域。如果将HPS结构域人为接到PARP5B蛋白上以后，PARP5B也会发生相分离并调控程序性坏死。最后研究人员证明，PARP5A和RNF146的共分相可以增加其局部浓度，这对于在PARP5A催化的RIPK1 PARylation修饰和随后RNF146催化的PARdU修饰至关重要。

PARP5A和RNF146新型细胞死亡检查点通过相分离调控程序性坏死的分子机制模式图

总的来说，该研究首次将相分离与RIPK1介导的程序性坏死相联系，并且从概念上提出了相分离触发的RIPK1-K376位点的PARdU修饰作为一种替代性的细胞死亡检查点的重要性。该研究将启发更多相分离调控细胞死亡通路新机制的发现，从而为基于细胞死亡干预的药物开发提供新的思路。