过氧化物还原酶是细胞应对氧化应激过程中最丰富的酶类之一，负责调控过氧化物（如过氧化氢）水平、传递氧化还原信号，并在应激条件下帮助保护其他蛋白质。长期以来，学界普遍认为该类酶主要以由10个相同亚基构成的环状复合物形式组装。

来自VIB、布鲁塞尔自由大学、萨尔大学以及凯泽斯劳滕-兰道RPTU大学的研究团队在一项新研究中提出不同结论：过氧化物还原酶家族的组装方式比此前认识更为多样。相关成果已发表在《自然化学生物学》杂志。

研究人员结合生化重组、天然质谱光度法、电子显微镜以及活细胞实验，证明过氧化物还原酶的不同变体能够形成异源寡聚体，即由不同蛋白同种型共同组成的混合复合物。研究指出，这种“混合组装”能力使细胞在不合成全新蛋白的情况下，也能产生分子层面的异质性。

萨尔大学的Bruce Morgan表示，过氧化物还原酶是细胞中最丰富的氧化还原酶之一，亚基可混合搭配的发现为理解氧化还原调控提供了新的层面。他同时指出，从进化角度看，这体现了细胞利用少量蛋白模块生成复杂性与功能多样性的机制。

跨物种观察到的保守现象

研究团队称，这种异源组装行为在多类生物中均有观察，包括酵母、人类、植物以及原生动物寄生虫。

凯泽斯劳滕-兰道RPTU大学的Marcel Deponte表示，不同过氧化物还原酶同种型在生化特性上存在细微差异，当它们组装为混合复合物时，这些特性会在复合物层面“融合”。他认为，这为细胞以更动态、情境依赖的方式微调氧化还原信号与应激反应提供了途径。

结构组合空间显著扩大

研究还强调，蛋白质组装方式的变化会显著提升细胞可利用的结构多样性。VIB-VUB结构生物学中心组长Joris Messens指出，异源寡聚化将结构可能性大幅扩展：如果仅有两种蛋白亚基参与十聚体组装，并允许其比例与位置变化，理论上可产生超过一百种不同复合物。

研究团队表示，这一发现也带来新的研究问题：如果过氧化物还原酶在细胞内以异质混合物而非均一复合物存在，仍需进一步厘清在生理应激条件下哪些组装形式占主导，以及细胞如何调控其形成。

研究人员称，理解这一分子层面的“混搭”系统，或有助于加深对氧化还原平衡失调相关疾病的认识，包括癌症、衰老和代谢紊乱等。