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    我国科研人员揭示非经典分泌蛋白进入膜泡的分子机制

    日期 2020-04-30   来源:生命科学部   作者:赵天宇 王璞玥 冯雪莲  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金项目(批准号:91854114)等资助下,清华大学生命科学院葛亮课题组发现跨膜转运体蛋白TMED10参与诸多非经典分泌蛋白的跨膜转运,揭示了一条全新的跨膜转运通路。相关成果以“一条膜泡介导的非经典蛋白质分泌转运通路(A translocation pathway for vesicle-mediated unconventional protein secretion)”为题,于2020年4月8日在《细胞》(Cell)上在线发表。文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.031。

      蛋白质分泌是细胞之间进行信息传递的核心过程,与发育、代谢、炎症、肿瘤及神经退行等人体生物学过程密切相关。蛋白质分泌分为经典分泌和非经典分泌两种途径。经典分泌途径是指具有信号肽序列的分泌蛋白经内质网-高尔基体运送到细胞外。非经典分泌途径是指分泌蛋白一般没有典型的信号肽,其中一部分蛋白是通过膜泡运输的形式介导分泌的。长期以来“由于缺少信号肽的导向,非经典途径分泌蛋白是如何进入载体膜泡中的?”是一直困扰细胞生物学家们的科学问题。

      为解决这一问题,研究团队从非经典途径中的分泌蛋白促炎症因子IL-1β入手,开发了一套成熟IL-1β分泌的生化和细胞学系统,发现IL-1β能够转运进一个中间膜泡结构中进而被分泌到胞外。这个过程依赖于一个新发现的膜通道蛋白TMED10。进一步研究表明,TMED10除调控IL-1β以外,还可以调控非经典分泌蛋白IL-1家族(IL-18, IL-33和IL-36等)以及一系列其它成员蛋白(Galectin、HSPB5和Tau等)的分泌。通过针对这些非经典分泌蛋白的序列比对,研究团队发现了一个共同的基序motif1,并利用体外脂质体重建实验系统,验证了TMED10具有直接转运非经典分泌蛋白进入膜泡的通道蛋白活性,同时揭示了其在细胞内的定位(ERGIC)、鉴定了相关分子伴侣蛋白(HSP90),提出了具体的调节机制。

      此项研究发现的这条全新的跨膜转运通路(THU: TMED10-channeled Unconventional Protein Secretion)可能参与SRP-SEC61转运系统平行调控细胞内两类不同的蛋白质分泌,即经典和非经典蛋白分泌。该研究开启了非经典蛋白分泌领域研究的新方向,也为相关人类疾病的诊治提供了理论依据。

    图. TMED10介导的非经典蛋白分泌途径工作模型




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