蜂王漿為什麼能降膽固醇？中農陳忠周組解析蜂王漿主要蛋白的結構與功能

責編丨迦漵

蜜蜂的級型分化主要是指基因完全一致的蜜蜂雌性幼蟲在不同的條件下發育成生殖個體蜂王和非生殖個體工蜂。蜜蜂的級型分化是一種典型的表觀遺傳現象，目前的研究表明：造成蜜蜂級型差異的主要原因是幼蟲的食物存在明顯的差異。蜂王漿在蜜蜂的生長髮育和級型分化過程中起著極其關鍵的作用，決定蜜蜂個體的級型分化。

MRJP1（Major royal jelly protein 1）蛋白是蜂王漿中含量最多的蛋白，對蜜蜂本身的生長髮育以及對人類的健康具有重要作用是不容置疑的。大量研究證實其具有抗菌、抗氧化和衰老、降血壓、抗腫瘤、降低膽固醇、抗疲勞、胰島素樣活性、提高細胞免疫系統功能以及預防骨質疏鬆等作用。然而目前關於MTJP1的結構和生物學功能長期以來都是未知的。

近日，中國農業大學生物學院陳忠周研究組與中國農業科學院蜜蜂所在Nature Communications在線發表題為Architecture of the native major royal jelly protein 1 oligomer的論文，揭示了蜂王漿主要蛋白1（MRJP1）的複合物結構和功能。

在這篇論文中，研究者以MRJP1低聚體為研究對象，由於重組表達獲得的蛋白量有限，難以用於大量的蛋白結晶實驗，選用天然王漿為原料提取MRJP1，經過去糖基化獲得MRJP1低聚體的晶體，利用同步輻射光源X射線採集衍射數據。首次解出MRJP1低聚體蛋白的結構，該結構由4個MRJP1分子，4個小肽apisimin分子以及8個24-亞甲基膽甾醇分子組成。這也是MRJP1、apisimin以及24-亞甲基膽甾醇的結構的首次報導，並且首次發現24-亞甲基膽甾醇可以與蛋白分子形成大的複合物（下圖）。

蜂王漿中主要蛋白促進蜜蜂生長髮育的示意圖

該結構的解析，首先在結構角度解釋了蜂王漿中MRJP1低聚體比MRJP1單體穩定的原因。其次，該結構解釋了MRJP1低聚體沒有單體誘導級型分化的作用，可能由於16分子形成緊密的結構而阻礙了級型分化的下遊信號通路，如EGFR通路。另外，由於24-亞甲基膽甾醇本身具有降低膽固醇的作用，該發現同時也解釋了蜂王漿MRJP1具有降膽固醇的功能。

據悉，中國農業科學院蜜蜂所田文禮、李敏、郭慧媛副教授以及蜜蜂所彭文君研究員為本文的共同第一作者。陳忠周教授為論文的通訊作者，多年來一直從事表觀遺傳相關的重要蛋白的結構解析與研究，所解析的JMJD2A結構是世界上首個具有活性中心的組蛋白去甲基化酶家族的結構以及解出JMJD2A複合物、PHF8和LSD2複合物等結構闡述了組蛋白去甲基化酶是如何選擇性地催化組蛋白底物。

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