Sorting nexins蛋白结合内体和识别货物蛋白的新机制

摘要: 　　近日，中国科学院广州生物医药与健康学习院刘劲松课题组与舒晓东课题组合作，通过结构生物学和细胞生物学学习，揭示了SNX16通过独特的内体结合和货物蛋白识别机制，调节上皮细胞黏连蛋白E-cadherin的循环运输。 ...

　　近日，中国科学院广州生物医药与健康学习院刘劲松课题组与舒晓东课题组合作，通过结构生物学和细胞生物学学习，揭示了SNX16通过独特的内体结合和货物蛋白识别机制，调节上皮细胞黏连蛋白E-cadherin的循环运输。该成果以SNX16 Regulates the Recycling of E-Cadherin through a Unique Mechanism of Coordinated Membrane and Cargo Binding 为题于7月13日在线发表于结构生物学期刊Structure，广州生物院博士徐进新和张蕾蕾为该文的共同第一作者。
　　真核细胞中，细胞内吞以及随后货物蛋白通过内体系统的分选转运，在营养吸收、细胞粘连和信号传递调节等生物学过程中发挥重用的作用。Sorting nexins (SNXs) 是一类含有PX 结构域，并在细胞内吞和内体分选运输中发挥作用的蛋白。PX 结构域是一种特异性的结合磷脂酰肌醇 (PIs) 的结构域，并介导SNXs 蛋白与含有特异的磷脂酰肌醇的内体或细胞膜结合。在哺乳动物细胞中，目前发现了30多种SNXs蛋白。在结构域组成上，SNX16是一个独特的SNXs蛋白，它含有一个PX结构域和Coiled coil结构域，Coiled coil 结构域位于PX结构域的下游。
　　该学习中，学习人员发现SNX16可以促进上皮细胞钙粘蛋白E-cadherin的循环运输。E-cadherin在胚胎发育、肿瘤发展和细胞编程中都发挥重要作用。为了阐明SNX16调节E-cadherin循环运输的分子机制，学习人员解析了SNX16的晶体结构，发现SNX16形成剪刀状的二聚体，其PX结构域和Coiled coil结构域共同组成PI3P结合口袋。这表明SNX16的PI3P结合口袋是一个独特的磷脂酰肌醇结合口袋。结合结构分析、生物化学和细胞生物学实验，学习人员还提出了SNX16的多价膜结合模型。在之前的学习中，PX结构域的PPII/α2 loop被认为是插入到膜内，参与膜相互作用的。但在该学习提出的SNX16的多价膜结合模型中，SNX16-PX结构域的PPII/α2 loop不能插入到膜内，而是暴露在溶剂中。进一步学习发现，SNX16的PPII/α2 loop参与E-cadherin的相互作用。因此，该学习发现了SNXs蛋白的一种新型膜结合以及货物蛋白识别机制。
　　该学习获得“973”计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金和广东省科技计划项目等的经费支持。