介绍一篇发表在PNAS上的文章，ANGPTL3/8 is an atypical unfoldase that regulates intravascular lipolysis by catalyzing unfolding of lipoprotein lipase¹，文章作者是加州大学洛杉矶分校的Stephen G. Young和丹麦哥本哈根大学的Michael Ploug。

LPL是血管内脂解的关键酶，负责将富含甘油三酯的脂蛋白（TRL）水解为游离脂肪酸，是机体能量分配的重要“开关”。然而，LPL本身结构极不稳定，其α/β-水解酶结构域在体温下即呈现“亚稳态”（Tm仅约34.8°C），极易失活。为了精确调控LPL活性，机体进化出一套由ANGPTL蛋白（ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8）介导的调控系统。其中，ANGPTL3/8复合物被认为是餐后状态下抑制LPL活性的主要内分泌因子，但其作用机制长期未明。有先前的文献研究表明ANGPTL4可以介导LPL不可逆失活，表明ANGPTL蛋白可能对LPL的结构和功能产生较大影响。氢-氘交换质谱（Hydrogen–deuterium exchange mass spectrometry, HDX-MS）是一种研究蛋白质结构动态、构象变化及蛋白-蛋白相互作用界面的高灵敏度技术。其原理是将蛋白质暴露于重水（D₂O）中，蛋白质骨架上的酰胺氢与氘发生交换，交换速率与蛋白质的结构稳定性、溶剂可及性和构象状态密切相关。因突破了分析分子量上限、且对溶液中蛋白结构的动态变化敏感，同时也解决了X射线晶体学对于蛋白柔性区域结构解析困难的问题，所以十分适用于ANGPTL3/8与LPL结合体系的研究。

本文用于HDX-MS的ANGPTL3复合物和ANGPTL3/8复合物样品由HEK-293T细胞表达，用到的全长LPL蛋白纯化自新鲜牛奶。作者首先利用尺寸排阻色谱（SEC）+质谱光度法（mass photometry）确定了样品的寡聚状态。ANGPTL3复合物为同源三聚体，ANGPTL3/8为2:1异源三聚体（图1A–C）。随后通过一系列生化实验考证，ANGPTL3/8对LPL抑制效果比ANGPTL3更佳（图1D–E），而GPIHBP1可拮抗ANGPTL3和ANGPTL3/8对LPL的抑制作用（图1F）。

图1.ANGPTL3 和ANGPTL3/8 的寡聚状态和抑制特性。

图2.（A）ANGPTL3和ANGPTL3/8中，ANGPTL3亚基上的HDX差异。（B-C）ANGPTL3和ANGPTL3/8结合配体后，各自的ANGPTL3亚基上的HDX变化。（D）ANGPTL3/8结合配体后， ANGPTL8亚基上的HDX变化。

图3. 结合ANGPTL后LPL的氘代变化。

图4. ANGPTL3、ANGPTL3/8和GPIHBP1存在下LPL的热稳定性变化。

最后，作者提出了一个大胆的猜想：ANGPTL3/8是否是一种催化LPL去折叠的非典型去折叠酶（相比于需要能量输入的去折叠酶）？因此作者使用了脉冲标记法考察7.5μM LPL与0.75μM ANGPTL3 或 ANGPTL3/8在37°C孵育下，去折叠程度随时间的变化关系。作者发现ANGPTL3和ANGPTL3/8仅需100s即可将10倍浓度的LPL完全去折叠（图5A），而加入GPIHBP1后可以显著减缓ANGPTL3和ANGPTL3/8的去折叠效果（图5B）。这些结果表明ANGPTL3和ANGPTL3/8均可作为α/β水解酶结构域去折叠的催化剂，并且可定义为非典型解折叠酶，通过降低去折叠的能量屏障来驱动LPL失活。最后，作者从结构的角度解析了AGNPTL使得LPL失活的机理：ANGPTL3和ANGPTL3/8结合在LPL的“lid”区，随后快速使催化口袋周围的α5去折叠，破坏了催化口袋的催化活性，由此使得LPL失活。

图6. 毛细血管腔中ANGPTL3/8参与LPL活性调节模型。

撰稿：罗宇翔

编辑：李惠琳

原文：ANGPTL3/8 is an atypical unfoldase that regulates intravascular lipolysis by catalyzing unfolding of lipoprotein lipase