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揭开囊泡融合的第一步

2019-05-14 20:30:47 医学研究136℃

  

  揭开囊泡融合的第一步

  (2017年2月21日,维也纳)囊泡是一种小的,充满液体的结构,被脂质双层包围。它们对许多细胞和生理过程至关重要,因为它们携带或分泌细胞货物,如废物,激素或神经递质。为了完成它们的任务,囊泡需要与细胞内的其他细胞器的靶膜或细胞的质膜融合,从而将它们的内容物释放到所需的位置。不仅在人类中,而且在植物,原生生物,真菌,细菌和古细菌中它们的存在强调了囊泡的生物学重要性。

          

              

          

      

      

      

      

              

              

          

          

      

                      

      

          

          

                  

      

      

      

      

              

         

          

          囊泡融合的复杂机制由SNARE(可溶性NSF附着蛋白受体)蛋白家族的成员实现,通常称为“SNARE复合物”。这些SNARE蛋白可根据其位置进行分类:v-SNARE与囊泡膜相关,而t-SNARE可在靶膜中发现。在囊泡融合期间,SNARE复合物起到拉链的作用,使囊泡和目标膜彼此足够接近以使它们融合。但是,这一过程如何启动的细节仍然难以捉摸。结构和计算生物学系的MFPL研究员Gang Dong与宾夕法尼亚大学的科学家们合作,他们现在报告了他们在Nature Communications的囊泡融合过程中组装SNARE复合物的第一步机制的发现。

          

              

          

      

      

      

      

              

              

          

          

      

                      

      

          

          

                  

      

      

      

          

              

                      

                              

      

          

          

          

              

                  

                     

                        

                        

                        

                        

                       

                      

                    

                  

                  

              

          

          

           

          

          

          

          

          

          

          

          

          

          

          

          

          

          

          

          

          

          

       

                          

                  

          

      

      

      

      

      

              

         

          

          为了允许SNARE介导的融合,囊泡首先需要在称为“膜束缚”的过程中对接到质膜。这是由所谓的“exocyst复合物”进行的,它由八种不同的蛋白质组成,其中一种是Sec3。 Gang Dong及其同事报告说,Sec3直接与t-SNARE蛋白Sso2相互作用,就像两块3D谜题一样。

   这种相互作用导致Sso2结构的变化,从而实现囊泡融合的下一步骤。 “虽然其他人之前已经提出了exocyst在调节SNARE组装中的潜在作用,但我们是第一个确定真正促进初始二元SNARE复合物形成的exocyst组分 - 囊泡融合过程中的限速步骤。此外,我们的晶体结构提供了这种激活如何发生的机制解释。“,Gang Dong说。

  对于Gang Dong来说,该团队最近的出版物是科学合作重要性的一个很好的例子,因为不同科学家的综合专业知识对于他们发现这种以前未知的膜融合步骤至关重要。 “为了揭示生物过程的分子机制,我认为结构和功能研究应该始终齐头并进。这是斯蒂芬·温赖特最好的说法:“没有功能的结构就是一具尸体;没有结构的功能是鬼。“

  SNARE介导的囊泡融合中的缺陷涉及许多神经变性疾病,例如帕金森氏症和亨廷顿舞蹈病以及免疫系统疾病。因此,收集有关SNARE介导的膜融合机制的知识对于更好地理解这些疾病的原因以及未来潜在治疗方法的发展至关重要。

  自然通讯宣传:彭悦,张玉波,李坤荣,王少晓,Johannes Lesigang,朱月耀,董刚,魏国:Sec3促进了初始二元t-SNARE复合物组装和膜融合。 Nature Communications,DOI:10.1038 / ncomms14236

          

              

          

      

      

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