横滨市立大学研究生院生命医科学研究科的杰里米·泰姆（Jeremy R H Tame）教授、安达大辅（当时为硕士生）、石本直伟士助教、以及日本大学理工学部的镰田健一助教等组成的研究团队于2025年12月24日宣布，他们通过X射线晶体结构解析与冷冻电镜单颗粒解析技术，成功解析了有毒蘑菇贝形圆孢侧耳Pleurocybella porrigens所含凝集素PPL的立体结构。凝集素PPL是导致贝形圆孢侧耳中毒的毒性复合物，该成果有望阐明其中毒的作用机制。该研究成果已发表在2025年12月4日出版的期刊《Glycobiology》(糖生物学)杂志期刊上。
图1 本次研究揭示的有毒蘑菇“贝形圆孢侧耳”所含凝集素PPL的立体结构
放大图为各分子间的相互作用（横滨市立大学提供）
凝集素是通过糖链介导免疫应答、细胞间识别等生物反应的调控分子，在生物防御、感染、细胞间信息传达、细胞增殖调控等多种生命活动中发挥作用，但其基本机制尚不完全清楚。
贝形圆孢侧耳原被视为可食用野生菌菇，但在2004年因出现多起由该蘑菇引发的急性脑症病例，现已被认定为毒蘑菇，有关部门呼吁人们谨慎食用。关于其毒性机制，有观点认为凝集素PPL与糖蛋白PC形成复合体，破坏血脑屏障，从而可能诱发急性脑症。然而，PPL本身的立体结构、糖链识别机制及复合体形成机制一直未被阐明。
为此，研究团队通过X射线晶体结构分析和冷冻电镜单颗粒解析技术，从原子层面揭示了PPL的立体结构及其糖链识别机制。
结果显示，通过X射线晶体结构解析，研究团队成功确定了与GalNAc（N-乙酰半乳糖胺）结合的PPL复合体结构。研究发现GalNAc的环状结构与Trp35能形成强烈的堆积相互作用，并通过与多个残基（Asp20、Asn42、Ser24等）形成氢键网络，实现高度特异性的识别。
另一方面，研究显示，TF抗原和A型抗原等较长糖链可能因结合位点周围的立体位阻而无法与PPL结合。这一发现从结构上证实了PPL的选择性识别短链糖链的分子机制。
此外，通过冷冻电镜分析进一步发现，PPL形成了具有D3对称性的环状六聚体，与基于X射线晶体结构构建的模型相吻合。
研究显示，该聚合模式在R型凝集素中尚无先例，是一种全新的复合体结构。
研究还表明，PPL即使在溶液中也能稳定形成六聚体，这一结构特征可能是形成糖链识别与毒性复合体的基础。
泰姆教授表示：“结构解析，尤其是晶体制备需耗费大量时间，但通过晶体结构分析和冷冻电镜（Cryo-EM）的双重手段确认到的六聚体结构，是一项重大成果。PPL形成六聚体这一预想之外的结果，对于理解其毒性表达机制具有重要意义。尽管毒性机制仍有诸多未解之谜，但我认为本次成果将成为解开毒性机制谜团的第一步。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Glycobiology
论文：Crystal and Cryo-EM structure of PPL, a novel hexameric R-type lectin from the poisonous mushroom Pleurocybella porrigens
DOI：doi.org/10.1093/glycob/cwaf082
