推荐一篇发布在Nature Chemistry上的文章，文章标题“The biophysical requirements that govern the efficient endosomal escape of designed mini-proteins“，文章的通讯作者是来自UC Berkeley的Alanna Schepartz以及加州大学药学院的Mark Kelly。其中，Alanna Schepartz主要从事核糖体相关的合成生物学等研究。

内体逃逸（endosomal escape）是大分子从内体中移动到胞质溶胶或细胞核的过程。内体由细胞内吞作用产生，因此研究实现内体逃逸的生物物理特征对于治疗性大分子递送具有重要意义。本文的研究对象是一种可以实现高效内体逃逸的ZF5.3锌指蛋白。它是一个包含27个氨基酸的微蛋白，可以引导酶、转录因子等多种蛋白进入胞质溶胶或细胞核。然而，目前对这一过程中的生物物理特征仍知之甚少。本文作者通过研究不同pH下ZF5.3的结构，指出pH诱导导致ZF5.3改变折叠状态是其中的关键因素。

ZF5.3的逃逸过程发生在内体性溶酶体（endolysosome）中，其管腔pH值显著低于胞质溶胶的pH值。因此，作者首先使用圆二色谱测定了不同pH值（范围从3.5到7.5）下ZF5.3的二级结构变化。结果表明，ZF5.3在pH约为4.6时经历了可逆的、依赖pH和锌离子的结构变化。随后，作者使用NMR进一步证明pH降低时，ZF5.3经历了去折叠的过程；并且在低pH值下ZF5.3结构的协同变化是由多个结合锌离子的His侧链质子化引起的。

由此引出的问题是，ZF5.3的展开对于ZF5.3穿膜逃逸内体的性质是必要的吗？为回答这一问题，作者考虑寻求一种类似物，它可以进入内吞途径并且能够抵抗低pH值下的去折叠。最终作者得到含有23个残基的BBA5以及经过调整后的BBA5.3，它们能以疏水相互作用而非锌离子依赖的方式形成ββα折叠。结果表明，BBA5.3不能够有效地逃逸内体进入胞质。

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总体而言，作者证明了ZF5.3中无序、已展开的结构特征是其逃逸内体、转运蛋白的要素，并希望这些理解能够帮助设计具有类似功能的蛋白质。

本文作者：ZF

责任编辑：MB

DOI：10.1038/s41557-025-01846-4

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41557-025-01846-4