北京?學分?醫(yī)學研究所陳曉偉組揭?細胞內貨物運輸的新穎分揀機制閱讀次數：
北京?學分?醫(yī)學研究所陳曉偉組揭?細胞內貨物運輸的新穎分揀機制
人體的每個細胞都如同一個微縮的城市，不同的細胞器構成各種功能區(qū)域，既各有分工、又相互協(xié)作，一起維持著細胞的生命功能。細胞中功能各異的蛋白質，約有三分之?都需要被細胞分泌通路（secretory pathway）精準、及時地運輸到正確的區(qū)域，進而賦予不同細胞器特定的功能。而理解細胞如何對種類繁多、性質各異的貨物進?分門別類，是細胞?物學面臨的挑戰(zhàn)之?。分?醫(yī)學研究所陳曉偉實驗室于2018年3?19?在PNAS上在線發(fā)表了題為“A Dimeric Sorting Code for Concentrative Cargo Selection by the COPII Coat”的論文，揭?了細胞內?種借助“雙重密碼”的貨物分揀機制。
細胞分泌通路利用轉運囊泡(transport vesicle)作為傳遞物質的載體。各種貨物從細胞的“合成工廠”內質網起始，通過專職的轉運囊泡進?分泌通路，經?爾基體進一步加工后前往不同?的地。在內質?表?，?個精密的蛋?質機器COPII復合體負責轉運囊泡的?成，也經常借助跨膜的貨物受體（cargo receptor）高效的實現不同貨物的選擇。在內質?表?，一個名為SAR1的小G蛋白作為“分子開關”，可以起始COPII復合體的組裝，進?引發(fā)?系列蛋?-蛋?的動態(tài)互作，通過貨物受體包裝不同貨物進入運輸載體。然而COPII的?度動態(tài)性和跨膜受體的特殊?化性質給分揀機制的研究帶來諸多困難。在這篇?章中，作者借助鄰位生物素標記技術（Proximity-dependent Biotinylation），準確捕捉了COPII組裝的動態(tài)過程。在應?這?體系研究貨物運輸的過程中，發(fā)現了?個名為LMAN1的貨物受體與COPII機器之間存在著結合－解離－再結合的高效循環(huán)，進?實現了富集和運輸。LMAN1基因在患者中的突變會減少凝血因子的分泌，導致遺傳性血液病。出乎意料的是，LMAN1與COPII機器間高效的分揀過程僅利?了LMAN1蛋?最末尾的兩個疏?氨基酸，但需要通過多聚化將此簡單序列編碼為“三維”的信號，?可特異地被COPII機器所識別。值得?提的是， 除了LMAN1的信號序列外，其它的雙疏水氨基酸序列也需要以多聚化的?式產?分揀信號，故而暗?了?種?泛的機制：跨膜受體的多聚化組合成三維的“分揀密碼”，可能是一種經濟、普遍的介導貨物識別、分揀的分?機制。另外，?中建?的實驗體系也可以為進?步發(fā)現物質運輸在?理過程中新的調節(jié)因?，并解析其作?機制提供幫助。?
北京?學分?醫(yī)學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)學研究所博??聶超為本?第?作者，?命科學聯(lián)合中?博??王惠敏和王銳為該項?作出了重要貢獻。該研究獲得了國家?然科學基?、青年千?計劃和北京大學-清華大學生命科學聯(lián)合中心的?持。
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