研究核心发现 - 研究首次揭示了颗粒酶A通过独特的二聚体结构及其外位点精准识别并切割GSDMB蛋白的分子机制，从而引发细胞焦亡 [2] - 该发现解答了GZMA如何精准识别GSDMB这一长期未解之谜，并为癌症免疫治疗提供了新思路 [2] 细胞焦亡的背景与重要性 - 细胞焦亡是一种由gasdermin家族蛋白执行的炎症性细胞死亡方式，细胞会膨胀破裂并释放内容物，从而激活强烈的免疫反应，在对抗感染和肿瘤中尤为重要 [5] - GSDMB是gasdermin家族成员，其本身处于休眠状态，需要被特定酶切割激活才能在细胞膜上打孔 [5] - 颗粒酶A是已知能激活GSDMB的“开关”，但其识别机制此前不明 [5] GZMA二聚体结构的作用机制 - 研究发现GZMA以二聚体形式存在，两个分子手拉手结合，这是其识别GSDMB的关键 [7] - GZMA二聚体的每个单体都有一个“外位点”，专门用于结合GSDMB的C端结构域，两个外位点同时抓住两个GSDMB分子以确保切割精准性 [7] - 破坏GZMA的二聚化会使其无法结合GSDMB并丧失引发焦亡的能力，但这种二聚化不影响其切割其他小分子底物的能力，表明这是为GSDMB定制的识别机制 [7] 结构决定切割位点的特异性 - GSDMB蛋白的N端负责打孔，C端起抑制作用，GZMA的切割点位于连接两部分的“链接区”的Lys244处 [9] - GZMA二聚体中的一个单体用外位点结合GSDMB的C端，另一个单体则用催化中心切割链接区，这种分工合作使切割位点能准确对准酶的活性中心 [9] - 缩短GSDMB链接区的长度即使仅减少一个氨基酸也会使GZMA无法切割，验证了结构识别的必要性 [9] 跨物种的进化差异与工程改造 - GSDMB蛋白存在于人类但在小鼠中缺失，然而小鼠GZMA仍能以较低效率切割人为引入的GSDMB [11] - 小鼠GZMA虽能形成二聚体，但其外位点关键氨基酸与人类不同导致结合能力较弱 [11] - 通过理性设计将小鼠GZMA的外位点改造成人类版本，创造出的突变体mGZMAmut切割GSDMB的效率大幅提升，几乎与人类GZMA相当 [11] 研究意义与应用前景 - 该研究揭示的“外位点介导的底物识别”机制与炎症caspase识别GSDMD的方式类似，体现了免疫系统的保守性 [13] - 在应用层面，激活GSDMB依赖的焦亡可以增强免疫细胞对肿瘤的杀伤力，通过调控GZMA-GSDMB信号轴可能设计出更有效的癌症免疫疗法 [13] - 由于GSDMB与哮喘及炎症性肠病相关，这一机制也可能为这些疾病提供新的药物靶点 [13] - 对小鼠GZMA的改造为构建小鼠模型以模拟人类免疫反应并进行药物筛选提供了新工具 [11][13]