近日，华南理工大学黄明涛教授团队围绕酿酒酵母内质网靶向与跨膜转运的关键过程开展研究，阐明了Sec复合体亚基Sec72在信号肽介导蛋白进入内质网过程中的功能作用，并提出基于Sec72缺失的分泌增强策略。相关研究成果以“The Absence of Sec72 Reshapes Yeast Cell Functionsto Increase Protein Secretion”为题，发表于期刊Research。
基于Sec72缺失的胞内通路重塑，协同增强蛋白分泌
蛋白分泌依赖于信号肽引导底物蛋白跨膜进入内质网。Sec复合体作为真核翻译后转运的核心通道，虽然其整体功能已被研究，但其中Sec72等亚基在应对不同信号肽属性底物时的具体作用机制仍缺乏深入的比较与解析。本研究针对该问题，系统比较了不同疏水性信号肽介导蛋白分泌的表现，并分析Sec72缺失引发的表型变化及相关细胞调控响应。
研究结果表明，敲除SEC72可显著提高携带强疏水信号肽底物的分泌效率。通过对代表性信号肽SP-NCW2的H区进行氨基酸替换，构建疏水性梯度突变体，验证了分泌能力与信号肽疏水性之间存在对应关系，并显示分泌效率在特定疏水性范围内出现明显变化。进一步分析显示，Sec72缺失伴随着蛋白折叠与内质网加工能力增强，以及铁代谢和细胞壁重构等多个关键生物过程的显著变化。对Sec72缺失菌株实施组合代谢工程改造，构建得到高分泌菌株，其蛋白分泌量达到6.5 g/L。
本研究系统揭示了Sec72对不同信号肽属性底物的选择性分泌调控效应，提出并验证了以Sec72缺失为核心的增强分泌策略。同时，从信号肽属性、转运机制与细胞系统响应之间的关联出发，深化了对真核分泌起始机制的理解。在此基础上，明确了构建高效分泌底盘的关键改造靶点及组合优化途径，为酵母重组蛋白表达体系的性能优化与应用提供了理论依据与技术支持，也为工业酶、功能蛋白及蛋白药物的生物制造提供了有效的工程化策略。
华南理工大学为该成果唯一署名单位。食品科学与工程学院博士生薛松绿、博士后潘雨阳、博士后秦岭为共同第一作者，黄明涛教授为通讯作者。近年来，黄明涛教授团队在酿酒酵母蛋白分泌效率优化方面取得多项研究进展，相关成果已发表于Adv. Sci.、PNAS、Nat. Commun.、Metab. Eng.、ACS Synth. Biol.等期刊。
该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、广州市科技计划等项目资助。
相关成果链接：https://spj.science.org/doi/10.34133/research.1119
