酵母SNARE蛋白Vti1p以一種新穎的方式結(jié)合Ent3蛋白.pdf

1、SNARE蛋白在囊泡運(yùn)輸膜融合階段起著重要作用,所以在囊泡形成時(shí)就必須作為一種特殊的貨物蛋白被正確包裹進(jìn)入囊泡內(nèi)。人們發(fā)現(xiàn),普通的貨物蛋白通過很短的線性motif被adaptor(AP,GGA)所識(shí)別,而SNARE蛋白的Vtilb-Habc作為貨物蛋白和EpsinR-ENTH結(jié)構(gòu)域的識(shí)別則是通過兩個(gè)蛋白三級結(jié)構(gòu)的界面進(jìn)行識(shí)別,這種識(shí)別模式具有更高的特異性。Vtilb在酵母中的同源物為Vtilp,EpsinR在酵母中的同源物為Ent3,E

2、nt3和EpsinR的ENTH結(jié)構(gòu)域同源性很高(45％),而Vtilb和Vtilp的同源性非常低。
　　 目前從三維結(jié)構(gòu)上認(rèn)識(shí)ENTH結(jié)構(gòu)域與Vtil的相互作用和識(shí)別的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)只有人源的EpsinR-ENTH結(jié)構(gòu)域和鼠源SNARE蛋白Vtilb-Habc結(jié)構(gòu)域復(fù)合物結(jié)構(gòu)被報(bào)道?？紤]到Vtil在序列上的不保守性,這種相互作用是否具有普遍性是人們關(guān)心的一個(gè)重要問題,人們需要了解更多Vtil-Habc結(jié)構(gòu)域被ENTH結(jié)構(gòu)域識(shí)別的

3、結(jié)構(gòu)信息。我們分別構(gòu)建、表達(dá)純化了酵母的Vtilp和ENT3-ENTH蛋白并解析了它們的晶體結(jié)構(gòu)。通過結(jié)構(gòu)分析,我們發(fā)現(xiàn)了它們和人的同源物都有著非常相似的三級結(jié)構(gòu):Vtil-Habc結(jié)構(gòu)域是保守的三段螺旋,ENTH結(jié)構(gòu)域是保守的八段helix構(gòu)成的球狀結(jié)構(gòu)。但是通過與人EpsinR-ENTH結(jié)構(gòu)域和鼠Vtilb-Habc結(jié)構(gòu)域相互作用結(jié)合面上表面電荷分布的比較,我們發(fā)現(xiàn)很多不同之處,這不由讓我們提出這樣一個(gè)問題:酵母的Vtilp-Hab

4、c和Ent3-ENTH是以什么樣的模式來相互結(jié)合?這種結(jié)合方式是否與人Vtilb-Habc和EpsinR-ENTH的結(jié)合方式相類似?
　　 為了獲得酵母Ent3-ENTH和酵母Vtilp-Habc相互作用的結(jié)構(gòu)信息,我們又獲得了兩者的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)。有意思的是,該復(fù)合物結(jié)構(gòu)顯示酵母Ent3-ENTH和Vtilp-Habc采取了和人源蛋白EpsinR-ENTH與Vtilb-Habc完全不同的結(jié)合方式。酵母Ent3-ENTH以a2-

5、a3 loop,a4-a5 loop和a8構(gòu)成的結(jié)合面來與Vtilp-Habc結(jié)合,這個(gè)結(jié)合面和人源EpsinR-ENTH的結(jié)合面相同,而酵母Vtilp-Habc在復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)中是通過第二段螺旋nb和第三段螺旋Hc的C端與ENTH結(jié)合,而人源Vtib-Habc則是通過第一段螺旋Ha和Hb-Hc間的loop與ENTH結(jié)合。結(jié)合相關(guān)的酵母Vti-Habc和Ent3-ENTH突變實(shí)驗(yàn)和酵母雙雜交實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了這種結(jié)合方式在酵母體內(nèi)的真實(shí)性。同

6、時(shí),在復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)中,第一次觀察到一個(gè)晶體學(xué)不對稱單位里包含了一個(gè)Vtilp-Habc和兩個(gè)ENTH結(jié)構(gòu)域的現(xiàn)象。
　　 通過研究,我們發(fā)現(xiàn)酵母ENTH-Habc間的結(jié)合更多依靠于電荷間的相互作用,而人的ENTH-Habc間的結(jié)合主要依靠疏水相互作用。人和酵母ENTH-Habc間不同的相互作用模式可能導(dǎo)致SNARE motif相對位置發(fā)生改變,進(jìn)而影響和SNARE motif對其他結(jié)合蛋白的結(jié)合。通過人和酵母ENTH-Habc