Lauren Jackson，生物科学和生物化学副教授，Todd Graham，文理学院生物科学教授，细胞和发育生物学教授，最近在《细胞生物学杂志》上发表了一项研究，描述了用于蛋白质和脂质运输的基本蛋白质复合物- COPI复合物-及其调节蛋白之间的重要相互作用。
论文作者包括Jackson实验室的两位研究生Betty Xie和Cameron Cohen，以及Graham实验室的资深科学家Swapneeta Date。这两个研究小组共同确定了COPI如何与调节蛋白Glo3相互作用，Glo3是ArfGAP蛋白家族的一员。破坏COPI和Glo3之间的相互作用会对细胞产生有害影响。
我们与Jackson坐下来了解更多关于这项研究的信息。
我们的实验室研究细胞“联邦快递系统”，它允许蛋白质和脂质在膜结合的隔室之间移动。这项工作的重点是所有真核生物都需要的COPI。COPI突变与多种人类疾病有关，包括癌症和小头症，这是一种患者头部异常小的疾病。病原体，包括SARS-CoV-2等病毒，也会劫持COPI来接管细胞。
虽然该领域先前已经确定ArfGAP家族中的分子影响COPI功能，但这种相互作用的机制尚未得到很好的理解。我们试图确定COPI亚基与特定ArfGAP蛋白Glo3之间相互作用的基础。
我们采用多学科方法来解决这些问题，使用生物化学，生物物理学，基于计算人工智能的建模，以及包括出芽酵母荧光成像在内的体内方法。这种方法的结合使我们能够使用从生化、生物物理和计算研究中产生的分子信息来设计假设，这些假设可用于直接测试我们的模式生物出芽酵母的功能。
我们发现了一种分子“密码”，可以解释COPI如何招募ArfGAP蛋白。我们在每个蛋白上鉴定了介导COPI和ArfGAP相互作用的特定氨基酸残基。然后，我们测试了如何打破相互作用影响跨膜蛋白货物的运动使用出芽酵母作为我们的模式生物。破坏这种相互作用会特别破坏一种叫做高尔基体的关键细胞器的形状，并将特定的货物蛋白质错误地引导到错误的细胞位置。
总的来说，这些蛋白质中的许多在物种之间都是高度保守的，这表明我们的研究结果将与人类生物学相关。这项研究提供了多种分子工具，我们可以使用这些工具来解剖驱动基本膜运输的重要细胞事件-使用膜结合囊泡在细胞中移动蛋白质和其他分子的过程。
这项研究有助于我们对细胞分选的基本生物学过程的理解。获得分子信息使我们能够探测复杂的细胞分选途径，以便我们能够了解人体生理学，以及当必需蛋白质发生突变或丢失时，在疾病状态(如神经系统疾病或癌症)中出现的问题。
这项工作建立在我们与托德·格雷厄姆实验室的持续合作基础上。Jackson和Graham实验室共同使用多种方法来了解COPI/Glo3相互作用如何驱动特定的细胞分选事件(Jackson实验室)，以及相互作用如何受到翻译后修饰和SNAREs分选的影响，SNAREs是在囊泡融合事件中起重要作用的蛋白质家族。
更多资料:谢伯阳等，β′-COP与ArfGAP, Glo3的相互作用，维持高尔基后货物循环，细胞生物学杂志(2023)。DOI: 10.1083 / jcb.202008061
范德比尔特大学提供
引用本文:研究建立了必需蛋白复合物与其调节因子相互作用的分子基础(2023,May 25)，检索自https://phys.org/news/2023-05-molecular-basis-interaction-essential-protein.html
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