黄片在线免费观看观看,天天天天天天日夜夜夜夜夜夜操,日韩中文字幕日韩在线

日本一道本高清一区二区-色妞熟女午夜福利在线视频-欧美成人情激情免费看-老司机午夜精品免费视频

加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

首頁 > 科研進展

研究揭示小G蛋白ARF在囊泡分裂中的作用機制

2025-03-24 生物物理研究所

【字體：大中小】

語音播報

囊泡運輸是細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)闹匾绞街?。囊泡的形成過程包括招募、出芽和分裂三個階段。此前的研究證實，ARF蛋白通過招募包被蛋白調(diào)控囊泡出芽，但其在分裂階段的作用機制尚不明確。

該研究利用冷凍電鏡技術(shù)和螺旋重構(gòu)技術(shù)，捕捉到ARF6蛋白在脂質(zhì)膜表面組裝成獨特的螺旋晶格結(jié)構(gòu)。ARF6四聚體是最小的組裝單元，其內(nèi)部主要依靠疏水作用和靜電相互作用維持穩(wěn)定，而四聚體之間則通過電荷相互作用形成穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)。同時，ARF6螺旋晶格結(jié)構(gòu)的形成依賴于其N端的兩親螺旋插入細胞膜，進而形成管狀結(jié)構(gòu)。進一步，分子動力學(xué)模擬驗證了ARF6四聚體的組裝穩(wěn)定性，揭示其通過N端豆蔻?；満蛢捎H螺旋的協(xié)同作用，實現(xiàn)與脂質(zhì)膜的穩(wěn)定結(jié)合。研究還發(fā)現(xiàn)，靶向ARF6晶格結(jié)構(gòu)互作界面以及N端兩親螺旋的突變體，可特異性阻斷其介導(dǎo)的內(nèi)吞再循環(huán)轉(zhuǎn)運功能，驗證了互作界面及兩親螺旋在內(nèi)吞再循環(huán)轉(zhuǎn)運中的關(guān)鍵作用。功能實驗顯示，ARF6的GTP水解，觸發(fā)頸部斷裂，形成小囊泡，進而完成分裂過程。

ARF1與ARF6高度同源，同樣能夠誘導(dǎo)脂質(zhì)膜形成管狀結(jié)構(gòu)，這一功能與其在COPI囊泡分裂中的作用相關(guān)。COPI復(fù)合體囊泡重構(gòu)實驗表明，ARF組裝方式是其驅(qū)動囊泡分裂的核心機制。當對ARF晶格中蛋白結(jié)合界面的關(guān)鍵殘基引入突變時，ARF1與包被蛋白復(fù)合物的結(jié)合未受影響，但囊泡的分裂過程卻受阻。這印證了此前發(fā)現(xiàn)的ARF1二聚體對囊泡分裂是必要的且該二聚體的界面恰好位于螺旋晶格的四聚體界面區(qū)域的成果。

上述研究闡釋了ARF蛋白在囊泡分裂過程中的分子機制，填補了最后階段囊泡分裂的關(guān)鍵機制信息缺失，為細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)恼{(diào)控研究提供了新思路。

3月21日，相關(guān)研究成果以Structural elucidation of how ARF small GTPases induce membrane tubulation for vesicle fission為題，發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和國家重點研發(fā)計劃等的支持。

論文鏈接

ARF6介導(dǎo)囊泡分裂的分子機制：左側(cè)為ARF6膜結(jié)合狀態(tài)螺旋晶格結(jié)構(gòu)，右側(cè)為囊泡形成過程示意圖。

中國科學(xué)院生物物理研究所孫飛課題組聯(lián)合美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Victor Hsu課題組、韓國浦項科技大學(xué)Seung-Yeol Park課題組、香港城市大學(xué)范俊課題組，在分子水平上揭示了ADP-核糖基化因子（ARF）小G蛋白在脂質(zhì)膜上形成螺旋組裝體并驅(qū)動膜形成管狀結(jié)構(gòu)，進而促進囊泡分裂的分子機制。囊泡運輸是細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)闹匾绞街?。囊泡的形成過程包括招募、出芽和分裂三個階段。此前的研究證實，ARF蛋白通過招募包被蛋白調(diào)控囊泡出芽，但其在分裂階段的作用機制尚不明確。該研究利用冷凍電鏡技術(shù)和螺旋重構(gòu)技術(shù)，捕捉到ARF6蛋白在脂質(zhì)膜表面組裝成獨特的螺旋晶格結(jié)構(gòu)。ARF6四聚體是最小的組裝單元，其內(nèi)部主要依靠疏水作用和靜電相互作用維持穩(wěn)定，而四聚體之間則通過電荷相互作用形成穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)。同時，ARF6螺旋晶格結(jié)構(gòu)的形成依賴于其N端的兩親螺旋插入細胞膜，進而形成管狀結(jié)構(gòu)。進一步，分子動力學(xué)模擬驗證了ARF6四聚體的組裝穩(wěn)定性，揭示其通過N端豆蔻?；満蛢捎H螺旋的協(xié)同作用，實現(xiàn)與脂質(zhì)膜的穩(wěn)定結(jié)合。研究還發(fā)現(xiàn)，靶向ARF6晶格結(jié)構(gòu)互作界面以及N端兩親螺旋的突變體，可特異性阻斷其介導(dǎo)的內(nèi)吞再循環(huán)轉(zhuǎn)運功能，驗證了互作界面及兩親螺旋在內(nèi)吞再循環(huán)轉(zhuǎn)運中的關(guān)鍵作用。功能實驗顯示，ARF6的GTP水解，觸發(fā)頸部斷裂，形成小囊泡，進而完成分裂過程。ARF1與ARF6高度同源，同樣能夠誘導(dǎo)脂質(zhì)膜形成管狀結(jié)構(gòu)，這一功能與其在COPI囊泡分裂中的作用相關(guān)。COPI復(fù)合體囊泡重構(gòu)實驗表明，ARF組裝方式是其驅(qū)動囊泡分裂的核心機制。當對ARF晶格中蛋白結(jié)合界面的關(guān)鍵殘基引入突變時，ARF1與包被蛋白復(fù)合物的結(jié)合未受影響，但囊泡的分裂過程卻受阻。這印證了此前發(fā)現(xiàn)的ARF1二聚體對囊泡分裂是必要的且該二聚體的界面恰好位于螺旋晶格的四聚體界面區(qū)域的成果。上述研究闡釋了ARF蛋白在囊泡分裂過程中的分子機制，填補了最后階段囊泡分裂的關(guān)鍵機制信息缺失，為細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)恼{(diào)控研究提供了新思路。3月21日，相關(guān)研究成果以Structural elucidation of how ARF small GTPases induce membrane tubulation for vesicle fission為題，發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和國家重點研發(fā)計劃等的支持。論文鏈接ARF6介導(dǎo)囊泡分裂的分子機制：左側(cè)為ARF6膜結(jié)合狀態(tài)螺旋晶格結(jié)構(gòu)，右側(cè)為囊泡形成過程示意圖。

打印