介绍一篇发表在Nature Chemistry上的文章，题目为Nucleoside diphosphate kinase A (NME1) catalyses its own oligophosphorylation。通讯作者是来自莱布尼茨分子药理学研究所的Dorothea Fiedler，她们课题组的研究方向是细胞信号传输的时空控制。

蛋白质的磷酸化在细胞信号传导中起着核心作用。目前对于磷酸化的研究已经扩大到焦磷酸化等非经典的磷酸化形式，本文的作者利用此前开发的焦磷酸化组学鉴定方法发现了一种核苷二磷酸激酶 A（NME1）Thr94号位上的焦磷酸化修饰，并验证了这种修饰对于其蛋白酶活和蛋白互作的影响。

为了得到足够产量的焦磷酸化NME1，作者首先将Thr94突变为Ser，得到了S94磷酸化的pS94-NME1，这一突变被证明具有与pT94-NME1一样酶活受到了极大影响，之后用含有光切割linker的磷酸化生物素试剂对这一位点进行了进一步的焦磷酸化，富集洗脱后利用紫外光切割即得到了ppS94-NME1，而对于这一蛋白的酶活测试说明，即使蛋白浓度为1μM时，焦磷酸化的NME1蛋白也没有呈现出NDP激酶活性。

在作者将ppS94-NME1与ATP一起孵育时，作者希望检测这一过程中蛋白酶首先将磷酸基团转移到何处催化反应，然而出人意料的是，NME1上没有出现任何额外的磷酸化位点，而焦磷酸化的Ser所处的肽段定量信号也大大下降，作者进一步用Open search方法对潜在的修饰质量进行搜索，结果出现了大量寡聚磷酸化的修饰质量，同时包含额外的Al3+和Fe3+离子，然而如果将催化这一蛋白自身磷酸化的活性残基His118进行突变，则观察不到这一寡聚磷酸化修饰。这表明这一蛋白的His118介导了蛋白的自身寡聚磷酸化，这一修饰在Ser94上可以寡聚到多达5个磷酸基团。

之后作者使用冷冻电镜和单颗粒分析来可视化磷酸化和焦磷酸化对于NME1的结构影响，结果表明Ser94上的磷酸化会逐渐拉近其与His118的距离，在Ser94发生焦磷酸化时其距离和电子密度表明其可能与His118形成氢键桥，从而可能进一步有利于寡聚磷酸化的发生。

之后作者研究了这一修饰对于蛋白互作的影响，结果表明oligo-pS94-NME1的互作蛋白中显著富集了与mRNA剪接等功能的蛋白如DDX41、CWC27、CWC22、SRRM1等。

总之，本文发现了一种NME1蛋白上的自发寡聚磷酸化，可能对其蛋白酶活及互作产生极大影响。

本文作者：LYC

责任编辑：MB

DOI：10.1038/s41557-025-01915-8

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41557-025-01915-8