在細(xì)胞側(cè)膜的穩(wěn)定，進(jìn)而影響細(xì)胞極性維持等的分子機(jī)制目前仍不清楚。
近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)無膜細(xì)胞器與細(xì)胞動(dòng)力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、微尺度國家研究中心、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部王朝教授課題組和黃成棟教授課題組合作在《Nature Communications》上在線發(fā)表了題為“Dynamic interactions between E-cadherin and Ankyrin-G mediate epithelial cell polarity maintenance”的研究論文，詳細(xì)闡釋了E-cadherin-AnkG復(fù)合物組裝的分子機(jī)制及其在細(xì)胞側(cè)膜極性維持的功能。
在這項(xiàng)工作中，研究人員首先利用生物化學(xué)及核磁實(shí)驗(yàn)闡釋了E-cadherin通過多位點(diǎn)與AnkG膜結(jié)合結(jié)構(gòu)域相互作用，不同于已知的E-caderin-catenin蛋白復(fù)合物或Ankyrin蛋白復(fù)合物的結(jié)合模式，E-cadherin-AnkG可以形成結(jié)合比例介于1:1到1:2之間的動(dòng)態(tài)結(jié)合復(fù)合物（圖1）。這種多位點(diǎn)動(dòng)態(tài)結(jié)合模式拓寬了對細(xì)胞支架蛋白相互作用模式的認(rèn)識。
圖1：E-cadherin通過多個(gè)位點(diǎn)與AnkG相互作用
研究人員利用定點(diǎn)突變和液體核磁滴定等手段，進(jìn)一步揭示了疏水相互作用在介導(dǎo)復(fù)合物組裝中的關(guān)鍵作用。同時(shí)，通過系統(tǒng)的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證明了AnkG對于E-cadherin細(xì)胞側(cè)膜定位及穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵作用，表明了細(xì)胞側(cè)膜的合成及細(xì)胞極性的維持也依賴于E-cadherin–AnkG復(fù)合物。最后，研究人員對經(jīng)典E-cadherin-catenin復(fù)合物和E-cadherin-AnkG復(fù)合物的關(guān)系進(jìn)行了梳理，表明其可以同時(shí)存在，討論了動(dòng)態(tài)結(jié)合模式在確保E-cadherin-AnkG復(fù)合物穩(wěn)定存在，并維持細(xì)胞極性中的作用。
圖2：E-cadherin-AnkG復(fù)合物維持細(xì)胞側(cè)膜穩(wěn)定
該工作綜合生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物物理學(xué)和化學(xué)生物學(xué)等多種研究手段，闡明了E-cadherin-AnkG復(fù)合物動(dòng)態(tài)組裝的分子機(jī)制，從而為相關(guān)基因突變、蛋白復(fù)合物組裝功能失調(diào)等引起的人類疾病，尤其是癌癥的發(fā)生發(fā)展的分子基礎(chǔ)提供新的見解。
中科大生醫(yī)部、中科大附一院特聘教授王朝教授以及黃成棟教授為論文的共同通訊作者，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度國家研究中心博士后孔超博士為論文的第一作者。該研究工作獲得了無膜細(xì)胞器與細(xì)胞動(dòng)力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、微尺度國家研究中心、國家自然科學(xué)基金委、科技部等項(xiàng)目支持。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42628-1
（無膜細(xì)胞器與細(xì)胞動(dòng)力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部、科研部）
