當前位置:上海滬震生物科技有限公司>>技術文章>>顏寧研究組在《科學》發表論文
膽固醇廣泛地存在于高等動物的各類組織、細胞當中,調控細胞膜的流動性,是膽酸、維生素D以及一些類固醇激素的前體,參與重要的細胞信號轉導。動物體內過量的膽固醇積累會促進動脈粥樣硬化的發生和發展,zui終有可能導致嚴重的心血管疾病,諸如心臟病及中風。因此,在高等動物體內有一套嚴格的負反饋調控機制,通過SREBP(Sterol Regulatory Element-Binding Protein)通路,調控膽固醇的攝取及合成,控制血液及細胞內的膽固醇含量。在SREBP通路中,內質網上的二次跨膜蛋白SREBP2的氨基端結構域是調控膽固醇合成與攝取相關基因的轉錄因子。Insig是位于內質網上的一類含有六次跨膜螺旋的膜蛋白,在結合類固醇分子(如25-羥基膽固醇,簡稱25HC)的情況下,可以通過Scap介導,與SREBP2形成復合物,將SREBP2滯留在內質網上,從而降低細胞內膽固醇的合成和攝取。盡管對于SREBP通路的細胞生物學與生物化學性質有了相當多的認識和理解,但受限于真核膜蛋白在純化、結晶等方面的技術難度,這個領域的結構生物學研究異常緩慢。
顏寧研究組通過序列分析發現Insig蛋白在七種分支桿菌中有同源蛋白,她們將Mycobacterium vanbaalenii中的同源蛋白命名為MvINS,并解析了其分辨率高達1.9埃的晶體結構。通過結構分析,推測MvINS可能結合一種重要的脂類小分子二酰基甘油(DAG),并zui終獲得了分辨率為2.1埃的MvINS/DAG復合物結構。隨后作者基于MvINS的晶體結構,通過同源建模構建了人源Insig的三維結構模型,在此基礎上設計大量的Insig突變體檢驗與Scap的相互作用,從而推測出25HC與Insig可能的結合區域,以及Insig與Scap可能的相互作用界面。這項研究結果為高等生物Insig蛋白的結構生物學和生物化學研究提供了有力的支持,對進一步研究Insig在SREBP通路的作用以及工作機理具有重要的意義。
此項研究與北京生命科學研究所雷曉光教授,羅氏(上海)的Frank S. Yan博士以及美國德克薩斯大學西南醫學中心Arun Radhakrishna教授等合作完成,獲得了兩位諾貝爾獎得主、SREBP通路的發現者Mike Brown和Joe Goldstein教授的支持和幫助。本研究項目受到科技部重大科學研究計劃、清華-北大生命科學聯合中心及HHMI的資助。
顏寧教授自2007年回國旋即開展了針對SREBP通路的系統的結構生物學與生物化學研究,近年終于取得一系列進展。這是她們繼2015年3月在《細胞研究》(Cell Research)報道了酵母中SREBP通路的Scap蛋白調控結構域結構
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