酵母SNARE蛋白Vti1p以一種新穎的方式結合Ent3蛋白.pdf

1、SNARE蛋白在囊泡運輸膜融合階段起著重要作用,所以在囊泡形成時就必須作為一種特殊的貨物蛋白被正確包裹進入囊泡內。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)所識別,而SNARE蛋白的Vtilb-Habc作為貨物蛋白和EpsinR-ENTH結構域的識別則是通過兩個蛋白三級結構的界面進行識別,這種識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結構域同源性很高(45％),而Vtilb和Vtilp的同源性非常低。
　　 目前從三維結構上認識ENTH結構域與Vtil的相互作用和識別的復合物晶體結構只有人源的EpsinR-ENTH結構域和鼠源SNARE蛋白Vtilb-Habc結構域復合物結構被報道。考慮到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心的一個重要問題,人們需要了解更多Vtil-Habc結構域被ENTH結構域識別的

3、結構信息。我們分別構建、表達純化了酵母的Vtilp和ENT3-ENTH蛋白并解析了它們的晶體結構。通過結構分析,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構:Vtil-Habc結構域是保守的三段螺旋,ENTH結構域是保守的八段helix構成的球狀結構。但是通過與人EpsinR-ENTH結構域和鼠Vtilb-Habc結構域相互作用結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問題:酵母的Vtilp-Hab

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

5、a3 loop,a4-a5 loop和a8構成的結合面來與Vtilp-Habc結合,這個結合面和人源EpsinR-ENTH的結合面相同,而酵母Vtilp-Habc在復合物晶體結構中是通過第二段螺旋nb和第三段螺旋Hc的C端與ENTH結合,而人源Vtib-Habc則是通過第一段螺旋Ha和Hb-Hc間的loop與ENTH結合。結合相關的酵母Vti-Habc和Ent3-ENTH突變實驗和酵母雙雜交實驗,驗證了這種結合方式在酵母體內的真實性。同

6、時,在復合物晶體結構中,第一次觀察到一個晶體學不對稱單位里包含了一個Vtilp-Habc和兩個ENTH結構域的現(xiàn)象。
　　 通過研究,我們發(fā)現(xiàn)酵母ENTH-Habc間的結合更多依靠于電荷間的相互作用,而人的ENTH-Habc間的結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致SNARE motif相對位置發(fā)生改變,進而影響和SNARE motif對其他結合蛋白的結合。通過人和酵母ENTH-Habc