嵌膜GTP酶家族介導(dǎo)同源膜融合的機制.pdf

1、在真核生物中，線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細胞器都在不停地進行著分裂和融合以維持其正常功能。線粒體外膜同源膜融合需要dynamin家族GTP酶mitofusin(MFN)，MFN的N端GTP酶和C端尾部均朝向胞漿，并具有發(fā)卡結(jié)構(gòu)的跨膜區(qū)，在結(jié)構(gòu)域劃分上與介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)同源膜融合的dynamin家族GTP酶Atlastin(ATL)結(jié)構(gòu)非常相似。MFN介導(dǎo)膜融合機制還不是非常清楚，基于對ATL介導(dǎo)膜融合機制的了解，我們構(gòu)建了一系列不同的嵌合體對MFN1介

2、導(dǎo)膜融合機制進行進一步研究。當(dāng)MFN1的GTP酶結(jié)構(gòu)域換為ATL1 N端胞漿區(qū)結(jié)構(gòu)，線粒體聚集到核周，這可能是融合前的“tethering”狀態(tài)。MFN1的胞漿區(qū)結(jié)構(gòu)域加上ATL1的跨膜區(qū)即嵌合體A1，可以定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，而且A1可以恢復(fù)因缺少融合的酵母缺陷內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常形態(tài)。研究表明MFN1的跨膜區(qū)具有不依賴于核苷酸的相互作用，而且MFN1的C端結(jié)構(gòu)域可以與ATL1的C端結(jié)構(gòu)域互換，即與膜相互作用，而可能并不形成反向平行結(jié)構(gòu)。
　

3、　Dynamin家族另一促進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)同源膜融合的GTP酶ATLs家族有3個成員:ATL1、ATL2和ATL3，它們的表達具有組織特異性，但在介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜融合上的差異卻不是很清楚。我們的結(jié)果表明，在COS-7細胞中敲掉ATL2比敲掉ATL3導(dǎo)致更多不分叉內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的產(chǎn)生。在同時敲掉ATL2和ATL3導(dǎo)致幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出現(xiàn)不分叉的形態(tài)時，ATL1的表達可恢復(fù)絕大多數(shù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，ATL2的表達可部分恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但ATL3的表達則不能恢復(fù)