Lon蛋白酶是一种高度保存的蛋白酶，存在于细菌、古菌和真核细胞器中。细菌Lon经过降解反常蛋白，在蛋白质稳态的质量操控中发挥着关键作用，一起经过降解应激反响、毒力和群体行为相关的特定调理蛋白，在特定的细胞生理操控中发挥着关键作用。

  Lon组装成同源六聚体复合物，每个单体中包含共价衔接的N端区域、AAA+（与多种细胞活动相关的ATP酶）域和蛋白酶域。晶体结构标明，AAA+和蛋白酶结构域构成一个关闭的腔室，六个ATP酶位点朝外，六个蛋白水解活性位点朝内。已有研讨标明晰与共价抑制剂结合的蛋白水解活性位点的结构，但是，与蛋白酶活性位点结合的底物结构没有确认。

  迄今为止，人们致力于了解蛋白质底物怎么被AAA+蛋白酶的AAA+环辨认、去折叠和移位，张凯铭/张崇毅团队在2021年10月在JBC和Science Advances接连宣布两篇文章，论述了上述相关的研讨作业。但是，关于底物在抵达蛋白水解室后怎么在蛋白水解活性位点水解，咱们知之甚少。前人的研讨报导了包含Lon在内的几种AAA+蛋白酶降解的蛋白质底物会阅历继续性蛋白水解进程，由此蛋白质底物被切开成小肽，而不会开释部分降解的中间体。由寡聚酶构成的“关闭室”曾被提出可以适用于阻隔蛋白质底物，从而为观察到继续性降解供给了一个直接的解说。

  在本次作业中，中科大生医部副研讨员李珊珊等人使用结构和生化依据阐明上述“关闭室”并不是此前观察到Lon进行继续性降解的直接原因。高分辨率冷冻电子显微镜密度图（2.4 Å）提醒了在每个蛋白水解活性位点上的底物多肽的明晰密度。此外，Lon与底物多肽的晶体结构标明，底物总是经过C结尾与Lon结合，而Lon的六个活性位点中的每一个都构成一个狭隘的结合槽，仅包容底物的非引物残基；并进一步提醒了C-to-N的加工裂解机制。蛋白质降解实验证明，继续性降解发生在单个蛋白水解活性位点水平。此外，研讨人员在底物结合槽的出口侧发现了一个曾经未被辨认的酸性残基；这种保存的非催化残基对继续性裂解活性至关重要，或许经过与裂解中间体的羧基-羧酸酯相互作用促进继续性蛋白水解。总归，这些成果提醒了一种曾经未被发现的Lon蛋白酶继续性降解底物的机制。

  图例：Lon的蛋白水解机制。a.MtaLonA的2.4-Å冷冻电镜结构。b.坐落蛋白水解活性位点上的底物多肽冷冻电镜密度（洋红色）。

  斯坦福大学Wah Chiu院士为该研讨作业供给了宝贵意见。本研讨获得了Stanford-SLAC电镜渠道、台北中央研讨院电镜渠道和我国科学技术大学细胞动力学教育部要点实验室及冷冻电镜渠道的全力支持。我国科学技术大学为该作业的榜首完结单位，生命科学与医学部李珊珊副研讨员和台北中央研讨院博士后谢侃言为一起榜首作者。张凯铭、张崇毅研讨员为一起通讯作者。