研讨提醒细胞内体运输路径中SNX1诱导膜变形分子机制

近日，中国迷信院生物物理研讨所生物年夜分子国度重点试验室研讨员孙飞课题组在膜动静分子机制研讨方面的最新研讨结果以Structural insights into membrane remodeling by SNX1为题，在线颁发在Proceedings of the National Academy of Sciences上。该研讨解析了细胞内体运输路径中包被卵白Sorting nexin 1（SNX1）在细胞膜上的分子组装形式，阐释了SNX1重塑细胞膜变形的分子机理。

囊泡运输（esicle trafficking）是真核细胞内膜性细胞器之间次要的物资运输方式，既是性命运动的根本进程，又是极其简单的动静进程，波及到泛滥卵白分子和调控因子。包被卵白（coat proteins）是囊泡运输的症结分子，可诱导细胞膜产生变形，参加货品分子的分选辨认，从而造成囊泡。经典的包被卵白次要有三类，即COPI、COPII和Clathrin。分歧于经典的包被卵白，Sorting nexin类卵白分子SNXs是内体运输路径中的一类紧张包被卵白。已知SNXs参加MI-CPR（cation-independent mannose 6-phosphate receptor）和Semaphorin 4C等膜卵白受体的轮回运输进程。虽然SNXs卵白可以使细胞膜变形，但详细变形分子机制尚不分明。

科研职员应用冷冻电镜螺旋三维重构技术解析了SNX1重塑细胞膜复合体的三维构造（图1）。SNX1包括PX构造域和BAR构造域。螺旋构造标明，SNX1二聚体是最小的组装单位，其凹面笼罩在细胞膜上，组装体的层与层之间次要由BAR构造域之间较短的正面-正面互相作用介导，层内次要由BAR构造域与PX构造之间作用介导。研讨还发现，BAR构造域与PX构造域之间的一段两性螺旋间接参加了细胞膜的重塑，该段两性螺旋的删除显明下降了SNX1与细胞膜的联合，重大影响了细胞膜的变形，提示该段双性螺旋是SNX1执行细胞膜重塑功效的症结因子。此外，研讨发现PX构造域的PI3P联合位点关于细胞膜的联合和管状构造的造成是需要的。

与SNX1晶体构造相比，膜联合状态的SNX1曲率变小，推测是与细胞膜作用招致构象变动，从而造成延伸的二聚体构造排布在细胞膜上。与来自真菌中的同源Sorting nexin类包被卵白复合体retromer-vps5相比，SNX1二聚体与Vps5二聚体根本单位类似，但在组装方式上有所分歧，次要表示在层间或许层内相邻的两个二聚体间的间隔。Vps5之间的间隔短从而造成更慎密的组装体。

该研讨阐释了SNX1重塑细胞膜变形的分子机理--SNX1次要通过PX构造域和一段双性螺旋与细胞膜联合，通过BAR构造域和PX构造域在细胞膜上造成螺旋组装体。此外，研讨提示了Retromer-SNX衣被复合体的组装进程，即SNX1起首联合到细胞膜上，SNX1二聚体的曲率从年夜变小，造成更延伸的状态，进一步Retromer联合到SNX1上，造成一个更紧凑的组装体。(100yiyao.com）

小编保举 2021（第五届）外泌体与疾病研究会