Kondo等解析BRAF–MEK异源四聚体复合物晶体结构并捕获BRAF磷酸化MEK瞬间构象

RAS–RAF–MEK–ERK级联调控细胞增殖与分化，在肿瘤中频繁失调，其中KRAS是最主要的RAS驱动突变，而RAS必须与效应激酶RAF相互作用才能启动ERK信号，近年一系列RAS及RAS–RAF复合物的结构研究为理解这一激活过程提供了关键线索^[1]。早在2014年，BRAF激酶域与MEK1复合物的晶体结构就揭示二者以“面对面”方式形成二聚体，并据此提出BRAF以不依赖激酶活性、但依赖与MEK结合的方式参与MAPK通路调控^[2]。功能研究随后证明RAF二聚化对激活不可或缺，且在功能上是不对称的：一个激酶充当“激活子”，无需自身催化活性，但需N端磷酸化以变构方式诱导“接收者”自磷酸化，这与EGFR激酶域经不对称二聚而激活的经典范式相呼应^[3][4]；RAF抑制剂在野生型BRAF细胞中反式激活二聚体的悖论，也印证了二聚化的中心地位^[5]。然而，认为BRAF的N端酸性模体（NtA）通过促进不对称二聚化驱动激活的长期模型，一直缺乏结构证据^[7]；CRAF的冷冻电镜结构显示NtA磷酸化或酸性突变通过破坏激酶域失活构象提升催化活性，但仍未直接呈现NtA介导的不对称二聚结合底物MEK的模样^[6]。

Kondo等人此次报道了BRAF与MEK组成异源四聚体复合物的晶体结构，呈现出BRAF二聚体中NtA一种此前未被观察到的不对称相互作用，并在结构上“当场捕获”BRAF磷酸化MEK的瞬间^[7]。这一问题的分量在于：约90%的RAF突变肿瘤携带BRAF突变，其原癌属性被归于一段仅含四个残基的NtA模体^[7]。结构与细胞、生化数据共同表明，NtA并非KRAS将BRAF招募至质膜所必需，却是BRAF达到完全催化活性状态所必需；其中一个结构捕获了催化后状态，所结合的MEK1已在Ser222被磷酸化，进一步支持NtA驱动不对称激活的模型^[7]。

与那个对BRAF二聚化不敏感的“面对面”BRAF激酶域–MEK1复合物相比^[2]，新结构将不对称性推到了图像中央，为此前仅有功能与生化证据支撑的模型提供了所缺的结构支持^[4][7]，让“激活子—接收者”的分工在结合底物的具体构象中得到体现。作者认为，结构数据与细胞数据的结合，化解了RAF肿瘤遗传学与结构生物学之间长期存在的脱节^[7]。

当然，这些结构聚焦于激酶域层面的不对称二聚，NtA驱动的激活如何与14-3-3及CRD介导的自抑制调控相整合、在CRAF等家族成员中又如何体现，仍属未知^[6]；而能否把这一机制认识转化为在野生型BRAF背景下不引发反式激活的RAF抑制策略，也有待后续检验^[5]。