北京大学：未来技术学院刘颖课题组揭示SAR1B感知细胞内亮氨酸浓度调控mTORC1活性

细胞如何感知营养物质状态从而协同调控生长是生命科学的基本问题。营养物质包括氨基酸、葡萄糖和脂肪酸等。其中，细胞通过mTORC1复合物感受氨基酸浓度，并据此调节蛋白质合成和细胞生长。各种氨基酸的浓度会被其对应的感受器蛋白感知到（即氨基酸受体）。

2021年7月21日，北京大学未来技术学院分子医学研究所、北大-清华生命科学联合中心、北京未来基因诊断高精尖创新中心刘颖教授课题组在Nature在线发表题为“SAR1B senses leucine levels to regulate mTORC1 signalling”的研究论文，报道亮氨酸受体蛋白SAR1B对mTORC1的调控机制及其重要的生理病理意义。

研究人员通过质谱实验发现亮氨酸的受体蛋白SAR1B。SAR1B的经典功能是作为小G蛋白酶参与囊泡形成。研究人员发现，SAR1B感知亮氨酸不依赖于其经典的小G蛋白酶活性。SAR1B感受到亮氨酸信号后，通过GATOR2复合物将信号传递给mTORC1（图1）。此外，研究人员利用无脊椎模式生物线虫，证明了SAR1B感知亮氨酸是进化上高度保守的机制。研究人员通过生物信息学分析和建立裸鼠肺内原位瘤模型，证明SAR1B通过抑制mTORC1活性，在肺癌发生中扮演着抑癌因子的功能（图2）。

图1.分子机制：（左）亮氨酸缺乏时，SAR1B结合并抑制GATOR2，mTORC1失活；（右）亮氨酸充足时，SAR1B结合亮氨酸并发生变构，解离GATOR2，mTORC1被激活

图2. 病理意义：（左）小鼠肺内原位瘤建立示意图；（右）去除SAR1B及其同源蛋白SAR1A促进小鼠肺内肿瘤生长，给予雷帕霉素治疗，肿瘤生长被抑制

北京大学陈杰博士和刘颖为本研究的共同通讯作者。陈杰和北京大学未来技术学院分子医学研究所博士生欧宇辉为共同第一作者。该研究获得国家自然科学基金委、科技部国家重点研发计划、HHMI国际研究学者项目、北京未来基因诊断高精尖创新中心、北大－清华生命科学联合中心和科学探索奖的资助。

信息来源：未来技术学院，北京大学新闻网