EMRE在线粒体钙单向转运体复合体调控中关键作用的机制基础

线粒体钙单向转运体复合物（MCUcx）介导的线粒体Ca2+摄取是决定细胞代谢的关键因素，它将Ca2+信号传导与ATP生成及氧化还原调控整合起来。然而，MCUcx活性如何受到限制以防止Ca2+过载和细胞损伤，以及作为通道活性所必需亚基的MCU关键调节因子（EMRE）在机制上如何支持MCUcx功能，仍未得到充分阐明。在本研究中，我们利用一种新近开发的高灵敏度检测方法，在完整线粒体中定量MCUcx功能，揭示了EMRE的两个基础性作用。首先，EMRE是实现强效基质Ca2+依赖性MCUcx抑制所必需的，其作用位点位于近膜区域，并且其机制不同于MICU1在低胞质Ca2+条件下介导的抑制。其次，通过将通道功能与调控机制相分离，我们证明EMRE能够促进MCUcx中强效的离子通透，从而将其作用从结构支架提升为决定通道通量的主动因素。总之，我们的研究结果修正了当前关于线粒体Ca2+调控的模型，确立了EMRE作为单向转运体活性所必需的多功能调节因子的地位，并凸显了我们所建立检测方法在探究MCUcx生物物理机制及推动单向转运体调节剂发现方面的价值。

线粒体钙单向转运体复合物（MCUcx）介导的线粒体Ca2+摄取是细胞代谢的关键决定因素，它将Ca2+信号与ATP生成及氧化还原调控整合起来。然而，MCUcx活性如何受到限制以防止Ca2+过载和细胞损伤，以及作为通道活性所必需亚基的MCU关键调节因子（EMRE）如何在机制上支持MCUcx功能，迄今仍未得到充分阐明。本文利用一种新近开发的高灵敏度检测方法，在完整线粒体中定量分析MCUcx功能，揭示了EMRE的两个基础性作用。首先，EMRE是实现由基质Ca2+介导的MCUcx强效抑制所必需的，该作用通过膜邻近位点发挥，并且其机制不同于MICU1在低胞质Ca2+条件下介导的抑制。其次，通过将通道功能与调控相解耦，我们证明EMRE能够促进MCUcx介导的强效离子通透，从而使其作用由结构支架提升为决定通道通量的主动因素。综上，我们的研究结果修正了当前关于线粒体Ca2+调控的模型，确立了EMRE作为单向转运体活性所必需的多功能调节因子的地位，并凸显了我们所建立检测方法在探究MCUcx生物物理机制及推动单向转运体调节剂发现方面的应用价值。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.25.733848v1?rss=1

🏷️ 线粒体钙转运 EmrE MCU复合体 钙离子稳态 线粒体功能