帕金森氏症治療研究取得重大突破：首次解析PINK1關鍵蛋白質結構

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科技產業資訊室(iKnow) - 廖雅韻發表於 2025年3月21日

圖、帕金森氏症治療研究取得重大突破：首次解析PINK1關鍵蛋白質結構

帕金森氏症(Parkinson' s disease, PD)是一種中樞神經系統的慢性神經退化疾病，與基因突變及粒線體功能異常密切相關。其中，PTEN-誘導激酶1(PTEN-induced kinase 1, PINK1)為一種泛素激酶扮演重要的角色，當粒線體受損時，PINK1作為信號感測器，進而啟動細胞自我修復的機制，由研究證實PARK6/PINK1蛋白突變會誘導早發性帕金森氏症(Early-onset Parkinson' s disease, EOPD)，揭示了這一蛋白在維持神經元健康方面的關鍵作用。

儘管科學家早已認識到PINK1在帕金森氏症中的關鍵作用，但該蛋白質的具體結構以及在粒線體作用機制尚待研究釐清，而這一難題使得針對PINK1的治療策略開發變得複雜且緩慢。近期，澳洲沃爾特與伊麗莎·霍爾醫學研究所(Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research, WEHI)研究團隊在Science期刊發表重大突破，首次成功解析與帕金森氏症密切相關的PINK1蛋白質結構，為未來治療藥物開發奠定了關鍵基礎。

研究團隊利用冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)技術，解析出3.1Å人類的PINK1結構，研究顯示，PINK1以二聚體(Dimer)形式穩定地結合在粒線體中外膜轉位酶(Translocase of the outer membrane, TOM)和電壓依賴性陰離子選擇性通道(Voltage dependent anion-selective channel, VDAC)複合體。在正常情況下，PINK1會穿越粒線體外膜進入內膜並被降解。但當粒線體受損時，PINK1積聚在外膜受磷酸化泛素(Phospho-ubiquitin, pUb)磷酸化，並活化E3泛素連接酶(Parkin)，啟動粒線體自噬作用(Mitophagy)，清除受損粒線體。若PINK1突變，這一修復過程受阻，使損壞的粒線體無法清除，最終導致細胞死亡，尤其在能量需求高的腦細胞中，最終引發帕金森氏症的造成神經性退化。

此研究發現顯示帕金森氏症的重大進展，首次解析PINK1蛋白與粒線體相互作用的精確分子機制，這項突破不僅深化了對帕金森氏症致病過程的理解，更為開發針對性治療策略提供了關鍵線索。(653字；圖1)

參考資料：
Parkinson's treatment closer as problematic protein imaged for first time. New Atlas. 2025/03/13.
Structure of Key Parkinson’s Disease Protein, PINK1, Seen for First Time. Genetic Engineering & Biotechnology News. 2025/03/13.
Callegari S., et al.（2025）Structure of human PINK1 at a mitochondrial TOM-VDAC array. Science. doi: 10.1126/science.adu6445.

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