SNX16和SNX11的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究.pdf

1、Sorting nexins(SNXs)是一類含有SNX-PX結(jié)構(gòu)域，并在膜泡運(yùn)輸中發(fā)揮重要作用的蛋白。PX結(jié)構(gòu)域能與磷脂酰肌醇結(jié)合，并介導(dǎo)含有PX結(jié)構(gòu)域的蛋白與富含特定磷脂酰肌醇的膜結(jié)合。目前在哺乳動(dòng)物中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了33種SNXs，有些SNXs只含有PX結(jié)構(gòu)域;有些除了含有PX結(jié)構(gòu)域還含有其他結(jié)構(gòu)域。根據(jù)結(jié)構(gòu)域的組成，SNXs可以分為:SNXPX、SNXPX-BAR和SNXPX-other。
　　 Sorting nexin 1

2、6(SNX16)屬于SNXPX-other，它除了含有PX結(jié)構(gòu)域外，在C端還有一個(gè)Coiled coil結(jié)構(gòu)域。有研究表明，SNX16既能結(jié)合初級(jí)內(nèi)體也能結(jié)合次級(jí)內(nèi)體，并在表面生長(zhǎng)因子受體(EGFR)由初級(jí)內(nèi)體向次級(jí)內(nèi)體的運(yùn)輸中發(fā)揮著重要的作用。在果蠅的神經(jīng)細(xì)胞中，SNX16參與突觸生長(zhǎng)受體(synaptic growth receptor)的運(yùn)輸和突觸生長(zhǎng)信號(hào)傳遞的調(diào)節(jié)。研究還表明，SNX16與水泡口炎病毒感染、膀胱癌和丙肝病毒的復(fù)制

3、有關(guān)，SNX16可能是治療這些疾病的潛在靶標(biāo)。
　　 目前SNX16發(fā)揮功能的分子機(jī)制還不清楚，為了更好的了解SNX16執(zhí)行功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，我們開(kāi)展了SNX16的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究。我們解析了SNX16的一個(gè)片段(SNX16100-278，氨基酸從100到278)的3.3(A)(空間群P21)和3.35(A)(空間群P212121)的晶體結(jié)構(gòu)。SNX16100-278形成穩(wěn)定的、剪刀狀的二聚體。SNX16100-278包含PX結(jié)構(gòu)域

4、和Coiled coil結(jié)構(gòu)域。二聚體中，兩條鏈的Coiled coil結(jié)構(gòu)域形成平行的左手超螺旋結(jié)構(gòu)。通過(guò)結(jié)構(gòu)分析和分子對(duì)接，我們發(fā)現(xiàn)SNX16100-278二聚體中PX結(jié)構(gòu)域和Coiled coil結(jié)構(gòu)域共同組成獨(dú)特的PI3P結(jié)合口袋。通過(guò)將SNX16-PX和高同源性的mCISK-PX結(jié)構(gòu)域進(jìn)行比對(duì)分析，我們發(fā)現(xiàn)PX結(jié)構(gòu)域中PPⅡ/α2的構(gòu)象可調(diào)節(jié)傳統(tǒng)的磷脂酰肌醇結(jié)合口袋的大小，并進(jìn)而決定PX結(jié)構(gòu)域與磷脂酰肌醇結(jié)合的特異性。

5、　　 SNXPX是一類僅含有PX結(jié)構(gòu)域的SNXs蛋白。目前認(rèn)為SNX3、SNX10、SNX11、SNX12、SNX22和SNX24都屬于SNXPX。結(jié)構(gòu)研究也表明，Grd19p(酵母SNX3)、SNX12和SNX22除了具有傳統(tǒng)的PX結(jié)構(gòu)域外，不含有其他的結(jié)構(gòu)域。最近一些SNXPX蛋白的生物學(xué)功能也開(kāi)始被研究。SNX3參與組成retromer復(fù)合物，調(diào)節(jié)Wntless的循環(huán)運(yùn)輸。SNX10具有誘導(dǎo)細(xì)胞成泡的功能。但是這些蛋白發(fā)揮功能的

6、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)還不知道。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，SNX10中單獨(dú)的傳統(tǒng)PX結(jié)構(gòu)域并不具備誘導(dǎo)細(xì)胞成泡的功能，傳統(tǒng)PX結(jié)構(gòu)域下游的31個(gè)氨基酸也是SNX10發(fā)揮功能所必須的。為了探明SNX10傳統(tǒng)PX結(jié)構(gòu)域下游的31個(gè)氨基酸是否具有結(jié)構(gòu)，以及SNX10傳統(tǒng)PX結(jié)構(gòu)域和下游的31個(gè)氨基酸在結(jié)構(gòu)上是如何組織的。我們對(duì)SNX10和SNX10的同源蛋白——SNX11(SNX10和SNX11的氨基酸序列有52％的一致性）進(jìn)行了結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究。
　　 我

7、們沒(méi)有獲得SNX10的晶體，但我們獲得了SNXl1兩個(gè)片段(SNX11-142C和SNX11-170C)的晶體結(jié)構(gòu)。通過(guò)分析SNX11-170C的結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)在SNX11傳統(tǒng)PX結(jié)構(gòu)域的下游有2個(gè)α螺旋(α4和α5)，這兩個(gè)螺旋與上游傳統(tǒng)PX結(jié)構(gòu)域形成緊密的球狀結(jié)構(gòu)。據(jù)此，我們推測(cè)SNX11-170C可能代表了一個(gè)新的PX結(jié)構(gòu)域，我們稱之為PX-extended(PXe)結(jié)構(gòu)域。通過(guò)序列分析，我們推測(cè)SNX10可能也具有這個(gè)新的PXe