2013年4月15日，NIBS王晓晨实验室在Molecular Biology of the Cell杂志上在线发表题为“Inactivation of C. elegansaminopeptidase DNPP-1 restores endocytic sorting and recycling in tat-1 mutants”的文章。这篇文章首次报道了天冬氨酸氨基肽酶在内吞过程中发挥作用。

内吞作用是真核细胞摄取胞外物质的主要途径。胞外物质通过内吞作用进入细胞的同时，会伴随一些细胞膜成分（如脂类和膜受体）的摄入。这些膜成分可以通过内吞循环过程送回细胞膜上再利用。管状膜泡的产生对于内吞分选和内吞循环过程是必需的。本实验室先前的研究发现，秀丽线虫P4类ATP水解酶TAT-1及其分子伴侣CHAT-1通过维持内涵体膜上磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine, PS）的不对称性分布从而调节管状膜泡的形成。tat-1和chat-1失活导致PS在内涵体膜上呈对称性分布，随之引起内吞分选过程异常，货物蛋白的内吞循环和降解都产生缺陷。为了寻找调节PS分布或内吞作用的新基因，我们进行了tat-1内吞缺陷抑制性突变体的筛选。从这个筛选中我们得到了秀丽线虫天冬氨酸氨基肽酶基因dnpp-1的功能缺失突变体。氨基肽酶广泛存在于各种生物体中，参与蛋白质的降解、蛋白活性的调节以及信号转导调控等诸多过程。氨基肽酶功能的缺失会导致许多疾病的发生，例如神经系统疾病、免疫系统疾病、肿瘤的生长和转移、不育等等。天冬氨酸氨基肽酶是一类十分保守的多肽酶，能特异性切割多肽或蛋白质氨基端首位的酸性氨基酸（天冬氨酸和谷氨酸）。除了可能参与血管紧缩素多肽分子的代谢外，这类多肽酶的生理功能和其天然底物还不是很清楚。

通过详细的表型分析我们发现，在dnpp-1 tat-1双突变体中，早期内涵体的形态以及膜受体的分选过程都恢复正常，膜受体回到细胞膜上的循环过程也恢复正常。野生型线虫中，由非网格蛋白依赖型内吞作用进入细胞的膜受体是通过管状膜泡系统送回细胞膜的。而在tat-1和chat-1突变体中，这种结构的产生遭到破坏。我们发现在dnpp-1 tat-1双突变体中，这种管状膜泡结构重新产生，而且这些包含膜受体的管状结构能够很好地与RME-1标记的循环内涵体共定位，说明这些膜受体能够正常地通过循环内涵体送回细胞膜上。我们利用PS的特异性探针GFP::Lact-C2发现，在双突变体中PS的分布模式以及靠近细胞质一侧膜上的PS水平与tat-1单突变体相比并没有明显差异，因此dnpp-1缺失对于tat-1突变体在内吞分选及循环过程中缺陷的回复并不是通过直接改变PS的水平或分布来实现的。有趣的是，PS分布的缺陷虽然没有被抑制，但在双突变体中，由于PS外翻导致的细胞膜内表面负电荷的减少以及募集带正电荷蛋白的缺陷却得到了很好的回复。

此外，我们还证明了DNPP-1重组蛋白具有天冬氨酸氨基肽酶的活性，而这种酶活性的丧失对于回复tat-1突变体在内吞分选和循环途径中的缺陷是必需的。本研究揭示了天冬氨酸氨基肽酶DNPP-1在秀丽线虫中参与了内吞分选和循环过程的调节，而这种调节作用可能是通过其底物（或产物）多肽分子对内吞通路的影响实现的。

我所与中国农业大学联合招生培养的博士生李欣为本文的第一作者，其它作者还有我所的陈宝惠博士，东京女子医科大学的Sawako Yoshina和ShoheiMitani博士，以及中科院生物物理所的蔡潭溪和杨福全博士。王晓晨博士为本文的通讯作者。该研究由国家基础研究基金项目、HHMI国际青年科学家基金和北京市科委资助，在北京生命科学研究所完成。

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