近日，我所分子反應動力學國家重點實驗室分子模擬與設計研究組（1106組）李國輝研究員團隊與中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（上海生物化學與細胞生物學研究所）楊巍維研究員團隊、廣州大學王雄軍教授、復旦大學附屬中山醫院李全林教授等合作，揭示了代謝酶果糖1,6-二磷酸酶1（FBP1）能夠行使蛋白磷酸酶的功能，并證明了FBP1介導的IκBα去磷酸化在結直腸癌發生中起到關鍵作用。
有研究表明，磷酸化可溶性代謝物的代謝酶，也可以作為蛋白質激酶磷酸化各種蛋白質底物，進而調節細胞周期、細胞凋亡和許多其他的細胞過程。合作團隊針對這一研究現象，擬先通過理論計算挖掘可作為蛋白質去磷酸化的代謝物磷酸酶。李國輝團隊通過分子對接和分子動力學（MD）模擬對57種代謝物磷酸酶進行了高通量篩選，發現糖異生途徑中的催化果糖1,6-二磷酸（F-1,6-BP）水解為果糖6-磷酸（F-6-P）的關鍵代謝酶FBP1，可作為蛋白質磷酸酶。鑒于此，實驗合作團隊進一步通過磷酸化蛋白質組學分析，確定了IκBα是FBP1去磷酸化的蛋白底物。研究發現，FBP1第213位天冬酰胺（N213）直接與IκBα相互作用并去磷酸化IκBα第32/36位絲氨酸（S32/36），從而抑制NF-κB信號的激活。量子化學計算結果顯示，FBP1介導的IκBα去磷酸化的催化機制與F-1,6-BP去磷酸化類似， IκBα去磷酸化的能壘高于其底物。
該工作不僅揭示了代謝酶FBP1能夠行使蛋白磷酸酶的功能，明確了IκBα是FBP1去磷酸化的蛋白質底物，并確立了FBP1介導的IκBα去磷酸化在結直腸腫瘤發生中的關鍵作用及其機制。
相關研究以“Fructose-1,6-bisphosphatase 1 dephosphorylates IκBα and suppresses colorectal tumorigenesis”為題，于近日發表在《細胞研究》（Cell Research）上。該工作的第一作者是分子細胞卓越中心朱文成博士、我所楚慧郢副研究員、分子細胞卓越中心張亞娟副研究員、上海長海醫院羅天航主任醫師、廣州大學喻華博士。以上工作得到了中科院B類先導專項“生物大分子復合體結構與功能的跨尺度研究”、國家自然科學基金等項目的支持。（文/圖 楚慧郢、李國輝）
