中国科大真核生物囊泡转运机理研究取得重要进展

2011-8-05 09:34 来源: 中国科学院
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  近日,中国科学技术大学生命科学学院滕脉坤教授、牛立文教授及德国比勒费尔德大学Gabriele Fischer von Mollard教授带领的联合研究小组首次发现:酵母SNARE蛋白Vti1采用与哺乳动物完全不同的结合位点与接头蛋白Ent3相结合。这一发现为真核生物囊泡转运过程的机理研究提供了新的线索和思路,相关论文发表在7月26日出版的美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。

  囊泡转运(Vesicular Transport)是细胞正确行使生理功能的必要机制,它是指蛋白质被选择性地包装成运输小泡,被定向转运到靶细胞器的过程。作为细胞器之间物质运输的主要途径,囊泡运输具有高度的特异性及靶向性,需要一系列行使重要功能蛋白质的参与,并且由它们介导了十分复杂的蛋白质相互作用网络。在囊泡转运过程中,多种蛋白协同完成了囊泡的形成、转运及融合等任务,这些蛋白质及其复合物在整个真核生物囊泡分拣体系中居于非常重要的地位。其中,酵母Vti1是一种与膜融合及转运能力直接相关的货物蛋白,它与接头蛋白Ent3的相互作用与脂双层膜结构的弯曲及囊泡形成密切相关。

  该联合研究小组利用X射线晶体学、生物化学及细胞生物学技术手段解析了酵母ENT3-ENTH结构域和Vti1蛋白N端结构域单体及复合物三维结构,首次发现酵母SNARE蛋白Vti1采用与哺乳动物完全不同的结合位点与接头蛋白Ent3相结合。相应的酵母双杂交、胞外Pull-Down及细胞实验也都证明,新发现的结合面在Vti1蛋白的体内定位过程中起到决定性作用。

  这一原创性的发现表明:真核生物囊泡转运过程中,SNARE蛋白与接头蛋白的识别模式存在多样性。该研究成果为真核生物囊泡转运过程的机理研究提供了新的线索和思路。

  论文的第一作者为滕脉坤教授研究小组的博士生王婧,通讯作者为中国科大滕脉坤、牛立文及德国比勒费尔德大学的Gabriele Fischer von Mollard教授。在该项研究中,中国科大完成了结构解析、科学问题发现及生化验证等主要工作,德国比勒费尔德大学的合作者提供了必要的细胞生物学证据,完善了相关论据。

  该项工作受到国家自然科学基金、科技部、中科院、教育部以及安徽省自然科学基金等项目资助。

近年来,滕脉坤和牛立文领导的研究小组还完成了多项真核生物囊泡运输相关蛋白质的结构机理研究,相关成果先后发表在生物领域权威学术期刊如《结构》[Structure (2008)]、《生物化学杂志》[J. Biol. Chem.(2010)]和《生物化学》[Biochemistry (2010)]上。