北京?學(xué)分?醫(yī)學(xué)研究所陳曉偉組揭?細(xì)胞內(nèi)貨物運(yùn)輸?shù)男路f分揀機(jī)制閱讀次數(shù)：
北京?學(xué)分?醫(yī)學(xué)研究所陳曉偉組揭?細(xì)胞內(nèi)貨物運(yùn)輸?shù)男路f分揀機(jī)制
人體的每個(gè)細(xì)胞都如同一個(gè)微縮的城市，不同的細(xì)胞器構(gòu)成各種功能區(qū)域，既各有分工、又相互協(xié)作，一起維持著細(xì)胞的生命功能。細(xì)胞中功能各異的蛋白質(zhì)，約有三分之?都需要被細(xì)胞分泌通路（secretory pathway）精準(zhǔn)、及時(shí)地運(yùn)輸?shù)秸_的區(qū)域，進(jìn)而賦予不同細(xì)胞器特定的功能。而理解細(xì)胞如何對(duì)種類(lèi)繁多、性質(zhì)各異的貨物進(jìn)?分門(mén)別類(lèi)，是細(xì)胞?物學(xué)面臨的挑戰(zhàn)之?。分?醫(yī)學(xué)研究所陳曉偉實(shí)驗(yàn)室于2018年3?19?在PNAS上在線(xiàn)發(fā)表了題為“A Dimeric Sorting Code for Concentrative Cargo Selection by the COPII Coat”的論文，揭?了細(xì)胞內(nèi)?種借助“雙重密碼”的貨物分揀機(jī)制。
細(xì)胞分泌通路利用轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡(transport vesicle)作為傳遞物質(zhì)的載體。各種貨物從細(xì)胞的“合成工廠”內(nèi)質(zhì)網(wǎng)起始，通過(guò)專(zhuān)職的轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡進(jìn)?分泌通路，經(jīng)?爾基體進(jìn)一步加工后前往不同?的地。在內(nèi)質(zhì)?表?，?個(gè)精密的蛋?質(zhì)機(jī)器COPII復(fù)合體負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡的?成，也經(jīng)常借助跨膜的貨物受體（cargo receptor）高效的實(shí)現(xiàn)不同貨物的選擇。在內(nèi)質(zhì)?表?，一個(gè)名為SAR1的小G蛋白作為“分子開(kāi)關(guān)”，可以起始COPII復(fù)合體的組裝，進(jìn)?引發(fā)?系列蛋?-蛋?的動(dòng)態(tài)互作，通過(guò)貨物受體包裝不同貨物進(jìn)入運(yùn)輸載體。然而COPII的?度動(dòng)態(tài)性和跨膜受體的特殊?化性質(zhì)給分揀機(jī)制的研究帶來(lái)諸多困難。在這篇?章中，作者借助鄰位生物素標(biāo)記技術(shù)（Proximity-dependent Biotinylation），準(zhǔn)確捕捉了COPII組裝的動(dòng)態(tài)過(guò)程。在應(yīng)?這?體系研究貨物運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了?個(gè)名為LMAN1的貨物受體與COPII機(jī)器之間存在著結(jié)合－解離－再結(jié)合的高效循環(huán)，進(jìn)?實(shí)現(xiàn)了富集和運(yùn)輸。LMAN1基因在患者中的突變會(huì)減少凝血因子的分泌，導(dǎo)致遺傳性血液病。出乎意料的是，LMAN1與COPII機(jī)器間高效的分揀過(guò)程僅利?了LMAN1蛋?最末尾的兩個(gè)疏?氨基酸，但需要通過(guò)多聚化將此簡(jiǎn)單序列編碼為“三維”的信號(hào)，?可特異地被COPII機(jī)器所識(shí)別。值得?提的是， 除了LMAN1的信號(hào)序列外，其它的雙疏水氨基酸序列也需要以多聚化的?式產(chǎn)?分揀信號(hào)，故而暗?了?種?泛的機(jī)制：跨膜受體的多聚化組合成三維的“分揀密碼”，可能是一種經(jīng)濟(jì)、普遍的介導(dǎo)貨物識(shí)別、分揀的分?機(jī)制。另外，?中建?的實(shí)驗(yàn)體系也可以為進(jìn)?步發(fā)現(xiàn)物質(zhì)運(yùn)輸在?理過(guò)程中新的調(diào)節(jié)因?，并解析其作?機(jī)制提供幫助。?
北京?學(xué)分?醫(yī)學(xué)研究所陳曉偉研究員和University of Michigan的David Ginsburg教授為本?共同通訊作者。分?醫(yī)學(xué)研究所博??聶超為本?第?作者，?命科學(xué)聯(lián)合中?博??王惠敏和王銳為該項(xiàng)?作出了重要貢獻(xiàn)。該研究獲得了國(guó)家?然科學(xué)基?、青年千?計(jì)劃和北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心的?持。
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