Exocyst复合体的结构与功能研究进展

囊泡运输是真核细胞内细胞器间物质交流的重要手段,主要包括出芽、转运、拴系及膜融合四个环节.拴系因子调控运输囊泡与靶膜的初始接触,建立两者间的连接,并能够促进SNARE介导的膜融合过程.Exocyst是一个保守的八亚基拴系复合体,主要在胞吐过程中介导囊泡与细胞质膜的拴系过程.本文主要介绍exocyst复合体的结构和组装机...     

细胞内膜泡运输中拴系因子的功能

膜泡运输是不同细胞器间进行物质传递的基本方式,分为4个重要步骤：囊泡的出芽、转运、拴系和融合。在此过程中,有许多相关因子参与调控,如包被蛋白、Rab蛋白、拴系因子、SM蛋白和SNARE等。拴系因子在运输囊泡和靶位膜发生接触的最初阶段起重要调控作用,多数拴系因子形成大的多亚基复合体发挥功能。目前,关于拴系因子的功能已经有了一定的了解,在此,我们对酵母、哺乳动物以及植物细胞中的已知拴系因子的特点和功能进行了概述。     

胞泌复合体在植物中的功能研究进展

囊泡运输是真核生物的一种重要的细胞学活动, 广泛参与多种生物学过程。该过程主要包括囊泡形成、转运、拴系及与目的膜融合4个环节。目前已知9种多蛋白亚基拴系复合体参与不同途径的胞内转运过程, 其中, 胞泌复合体(exocyst complex)介导了运输囊泡与质膜的拴系过程。对胞泌复合体调控机制的认识主要源于酵母(Saccharomyces cerevisiae)和动物细胞的研究。近年来, 植物胞泌复合体的研究也取得了较大进展, 初步结果显示复合体在功能方面具有一些植物特异的调控特点, 广泛参与植物生长发育和逆境响应。该文主要综述胞泌复合体在植物中的研究进展, 旨在为植物胞泌复合体功能研究提供参考。     

胞泌复合体在植物中的功能研究进展

囊泡运输是真核生物的一种重要的细胞学活动, 广泛参与多种生物学过程。该过程主要包括囊泡形成、转运、拴系及与目的膜融合4个环节。目前已知9种多蛋白亚基拴系复合体参与不同途径的胞内转运过程, 其中, 胞泌复合体(exocyst complex)介导了运输囊泡与质膜的拴系过程。对胞泌复合体调控机制的认识主要源于酵母(Saccharomyces cerevisiae)和动物细胞的研究。近年来, 植物胞泌复合体的研究也取得了较大进展, 初步结果显示复合体在功能方面具有一些植物特异的调控特点, 广泛参与植物生长发育和逆境响应。该文主要综述胞泌复合体在植物中的研究进展, 旨在为植物胞泌复合体功能研究提供参考。     

GARP复合体结构和功能的研究进展

真核细胞中的物质交流是通过膜泡运输完成的。膜泡运输主要包括运输囊泡的出芽、定向移动、拴留、锚定和膜融合过程。其中,拴留过程是运输囊泡和靶膜最初的接触。在此过程中,有许多因子参与调控,如拴留因子、小GTPase、SNARE蛋白等。GARP(golgi-associated retrograde protein)复合体是内涵体到高尔基体反面网状结构(TGN)逆行运输过程中的拴留因子。目前,关于GARP复合体的组成和功能已经有了一定的了解,本文将对GARP复合体的最新研究进展进行概述。     

COG拴留复合体对高尔基体功能的重要性

膜泡运输是真核细胞生命活动的最基本的形式,是大分子物质运输和交流的基础。膜泡运输是起始于运输囊泡在供体膜上的出芽,随后沿细胞骨架定向移动,到达靶位膜的拴留、锚定以及膜融合过程。其中拴留因子在拴留过程中起重要作用,是介导运输囊泡和靶位膜之间首次接触的决定性因子。COG(conserved oligomeric golgi)复合体是进化上保守的多亚基拴留复合体(multisubunit tethering complex,MTC),是细胞内膜泡运输和维持高尔基体稳定性及完整性所必需的因子。在酵母和哺乳类细胞中,COG是八聚体复合体,定位于高尔基体,负责由COPI介导的高尔基体驻留蛋白比如糖基化酶lycosyltransferase在高尔基体内部的逆向膜泡运输。到目前为止,许多先天性糖基化障碍(congenital disorders of glycosylation,CDG)患者已被鉴定为COG复合体中的突变所致,说明了COG复合体在糖基化过程中的重要性。本综述将结合前人对COG复合体的研究成果对其最新研究进展进行概括性叙述。     

植物EXO70基因家族的研究进展

胞吐是存在于所有真核生物的一种极其重要的细胞活动,直接参与了激素和神经信号的分泌、细胞生长、细胞极性的建立,细胞分裂和细胞壁的形成等多项生理过程。在胞吐过程中,高尔基后转运膜泡与靶膜的识别是由进化上高度保守的胞泌复合体（exocyst）介导的。该复合体由8个蛋白亚基构成,其中EXO70是组成胞泌复合体功能的关键亚基,可与小G蛋白和膜脂互作,参与复合体在靶膜组装。目前,对植物胞泌复合体功能的了解非常有限,已有证据显示其广泛参与了细胞生长,细胞壁形成、细胞分裂等多种生物学过程。与酵母和动物相比,植物胞泌复合体的一个显著特征是：EXO70在高等植物基因组中存在多个同源基因,其具体生物学功能尚不清楚。本文综述胞泌复合体的研究进展,重点讨论植物EXO70的多基因家族,推测不同的EXO70可能参与了组织细胞或运载底物特异的膜泡转运过程。     

COPⅠ囊泡形成与结构研究进展

真核细胞内物质的转运主要通过运输囊泡的出芽、融合所介导。外被体蛋白Ⅰ(coat proteinⅠ,COPⅠ)是一种由α、β、β'、γ、δ、ε、ζ亚基组成的异七聚体蛋白质复合物(即coatomer)。细胞内具有小GTP酶活性的ADP-核糖化因子1(ADP-ribosylation factor 1, Arf1)调节COPⅠ囊泡(COPⅠ-coated vesicle)的形成。在鸟苷酸交换因子的作用下,活化的Arf1-GTP结合至高尔基复合体(Golgiapparatus,Golgi)膜上,将胞质中的COPⅠ募集到膜上。COPⅠ在膜表面结合、分选货物、聚合装配,使膜弯曲产生包被的出芽,出芽逐渐增长最终与膜分离形成囊泡。COPⅠ囊泡进一步脱壳、与靶膜融合,进而完成对细胞内物质的转运。COPⅠ囊泡可携带蛋白质和脂质等货物分子从Golgi逆向转运至内质网(endoplasmic reticulum, ER),并介导Golgi膜囊间物质的逆向和正向运输过程,维持Golgi结构的极性与膜囊的成熟。     

囊泡转运蛋白SM蛋白家族的研究进展

真核细胞中含有多种不同功能的转运囊泡。虽然转运途径和携带物质各异,但细胞转运的基本分子机制却呈现出高度相似性和保守性。大多数转运途径都需要一种SNARE（Soluble NSF Attachment Protein Receptor）蛋白质复合体介导转运膜泡与靶膜的融合。同时,另一个蛋白家族,Secl／Muncl8蛋白（SM蛋白）也在囊泡运输中发挥重要作用。但是相比于对SNARE蛋白的认识的一致性,在不同的研究中SM蛋白的功能及其与SNARE复合体的相互作用方式却不尽相同。以下综述近年来有关SM蛋白结构和功能的研究进展,并归纳SM蛋白分子的作用机制、功能以及应用。     

囊泡转运复合物Retromer和SNX蛋白家族在发育和疾病中的作用

逆向囊泡转运复合物Retromer主要负责介导货物蛋白从内体向反式高尔基体或细胞表面逆向转运,是细胞内囊泡转运分选系统的重要成员.Retromer复合物主要含有两个亚复合体:货物选择复合体VPS26-VPS29-VPS35和膜结合复合体SNX-BAR.本文着重综述了Retromer复合物和SNX蛋白家族参与囊泡转运过程的分子机制以及它们在发育中对Wnt信号的调控作用;并讨论了Retromer复合物在细胞极性形成、细胞凋亡、神经元信号传递中的重要作用;以及该复合物与帕金森和阿尔茨海默病等退行性疾病之间的关系.     

植物R-SNARE蛋白研究进展

真核细胞中囊泡膜与靶膜的融合是囊泡运输的关键环节,由进化保守的SNARE(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白家族介导完成。SNARE蛋白可被分为定位于囊泡的R-SNARE(v-SNARE)和定位于靶膜的Q-SNARE(t-SNARE)两大类。R-SNARE与QSNARE的特异性配对形成“SNARE复合物”,该复合物可介导囊泡膜与靶膜融合。与酵母和动物相比,植物R-SNARE基因在进化过程中经历了大量扩增,推测其与植物细胞特有的胞内转运途径有关。该文综述了R-SNARE参与植物发育和胁迫响应的研究进展,结合其亚细胞定位信息探讨了不同RSNARE的作用靶位和调控特点,并对该领域研究前景进行了展望。     

Rab 蛋白调控胞内囊泡运输

细胞内各个细胞器之间通过囊泡的膜转运是真核细胞存在的基本。Rab蛋白确保了转运蛋白被运输至正确的目的地。Rab蛋白是小GTP酶中的一大家族,它通过募集其效应物蛋白,其中包括接头蛋白,栓系因子,激酶,磷酸酶以及动力蛋白等,调控了细胞膜的选取,囊泡出芽,去包被,转运以及膜融合等过程。本文主要从Rab蛋白循环着手,依次论述了Rab蛋白在囊泡出芽,去包被,转运和膜融合等过程中起到的作用,从而使读者对Rab蛋白能有一个更加系统的了解。     

细胞内胆固醇运输

作为生物膜的重要成分,细胞内不同膜上胆固醇含量的高低直接影响生物膜的生物物理特性和细胞信号的传递,与细胞正常的生理功能密切相关。外源内吞的胆固醇和内源合成的胆固醇通过囊泡介导和非囊泡介导的胆固醇运输途径在不同细胞膜之间转运,从而维持了不同细胞器上胆固醇的浓度梯度。一系列胆固醇结合和转运蛋白在细胞内胆固醇的运输中发挥了重要作用。本文旨在总结细胞内胆固醇运输途径与参与胆固醇运输的重要分子及相关作用机制。     

Exocyst在囊泡转运和细胞分泌过程中功能与结构的研究进展

Exocyst是由八个亚基蛋白组成的高度保守的复合物,目前被证实在细胞胞吐和囊泡转运,特别是囊泡与质膜的拴系阶段过程中发挥着十分重要的作用。本文综述了Exocyst在细胞中的定位、功能和结构方面的最新研究发现,以及复合物各亚基之间的相互作用和组装机制。当前的结晶学实验和电镜实验结果为Exocyst复合物的组装和解离机制提供了重要线索和证据。Exocyst功能与结构研究发现有助于我们进一步洞悉Exocyst复合物在囊泡转运和分泌过程中作用机制。     

分泌囊泡启动步骤和相关调节蛋白研究进展

囊泡启动是细胞调节性分泌中非常关键的一个步骤,囊泡启动后才具备与膜融合的能力.囊泡的启动过程需要SNARE复合体的形成和许多其它蛋白如Muncl3、RIM、CAPS等的参与,但不同类型的分泌囊泡其关键的启动因子并不相同.本文主要从分泌囊泡的启动过程和不同囊泡所特异的启动因子着手,综述了囊泡转运过程中启动步骤的最新研究进展.     

溶酶体相关细胞器生物发生复合体相互作用组构成胞内体运输网络

随着高等生物中十几个新的参与囊泡运输的 Hermansky-Pudlak 综合征(HPS)蛋白质的发现, 认为可能存在一类新的囊泡运输通路。该通路主要由新近鉴定的 3 个被称为溶酶体相关细胞器生物发生复合体(BLOC)所组成, 被分别命名为BLOC-1、BLOC-2 和 BLOC-3。越来越多的证据表明这些复合体与以前认识较清楚的 AP3 和 HOPS 复合体共同在胞内体运输中起重要作用。这些复合体之间的相互作用构成了以胞内体和细胞骨架为连接纽带的参与蛋白质运输的复杂网络。该网络中的每个节点的相互作用可区分为复合体内和复合体外相互作用两大类。复合体之间的联系可以是来自不同复合体亚基间的直接相互作用, 也可以通过耦联的节点联结不同的复合体。解析这一复杂网络有助于进一步了解参与蛋白质和膜运输这一动态而精细网络的结构与功能。一旦该网络结构得到破坏, 则可能导致如 HPS 这类囊泡运输或细胞器发生障碍性疾病。     

MAG2复合体MAG2和MIP3二亚基缺失对植物生长发育的影响

真核细胞中,各细胞器之间的物质交流主要是通过膜泡运输完成的。膜泡运输依赖多种跨膜蛋白和可溶性蛋白的协同作用来完成。我们前期研究发现的拟南芥MAG2是在高尔基体与内质网之间的膜泡运输过程中起作用的拴留因子,MAG2与MIP1、MIP2和MIP3形成拴留复合体,对种子储藏蛋白从内质网的运离起重要的调控作用。为了深入了解MAG2参与的膜泡运输途径的分子机制,我们制作了mag2-1xmip3-1双重突变体。通过一系列观察分析发现,当MAG2和MIP3同时缺失,不仅种子储藏蛋白质的运输受到严重阻碍,植物的生长发育也受到严重影响,对环境条件的变化更加敏感。研究结果表明,MAG2复合体不仅调控蛋白质的运输,还对植物的生长发育有重要调控作用。     

细胞骨架系统调控分泌囊泡与质膜互作的研究进展

胞吐作用是真核生物最基本的细胞活动之一,广泛参与了有机体内的多种生理过程.Exocyst复合体介导的分泌囊泡在质膜的定向栓系以及SNARE(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白介导的分泌囊泡与质膜的融合过程是胞吐...     

胞浆囊泡转运的包被复合体与蛋白分拣

在胞浆囊泡转运体系中囊泡包被复合体对于蛋白的分拣与定向转运有重要意义。目前较明确的囊泡包被复合体有：笼形蛋白被复合体,COPⅠ、COPⅡ,囊泡相关肌球蛋白。这些复合体各有其特定识别序列,彼此分工又相互协同,维持着转运系统的协调有序。     

胞浆囊泡转运的包被复合体与蛋白分拣

在胞浆囊泡转运体系中囊泡包被复合体对于蛋白的分拣与定向转运有重要意义。目前较明确的囊泡包被复合体有 :笼形蛋白包被复合体 ,COPⅠ ,COPⅡ ,囊泡相关肌球蛋白。这些复合体各有其特定识别序列 ,彼此分工又相互协同 ,维持着转运系统的协调有序。