12446.snare蛋白ykt6構(gòu)象調(diào)控的研究

1、扉頁指導(dǎo)小組成員王文寧教授劉智攀教授李振華教授翁經(jīng)緯講師復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要囊泡運輸為真核細(xì)胞的多種生命活動提供所需的蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)，是細(xì)胞進(jìn)行大分子(如蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì))跨細(xì)胞膜傳輸?shù)囊环N重要方式。整個囊泡運輸過程包括囊泡的出芽，囊泡沿細(xì)胞骨架的定向移動，囊泡的拴留和膜融合。通過多種蛋白的精細(xì)調(diào)控，囊泡運輸過程在保證物質(zhì)傳輸?shù)耐瑫r也不破壞膜的完整性。SNARE蛋白在這種定向運輸中有著重要的作用，負(fù)責(zé)運輸囊泡與目標(biāo)膜層的對接和

2、融合。Ykt6蛋白是最常見的一種序列高度保守的SNARE蛋白，它是一類含有l(wèi)ongin結(jié)構(gòu)域的膜融合蛋白，在生物體的囊泡運輸中起到重要作用。Ykt6蛋白的結(jié)構(gòu)可分為三個部分：N端的可調(diào)控longin結(jié)構(gòu)域，一段較保守的含約60個氨基酸的SNARE核心區(qū)，以及C末端的“CCAIM”序列。在其結(jié)構(gòu)中，SNARE核心區(qū)負(fù)責(zé)囊泡運輸過程運輸囊泡與目標(biāo)膜層的對接和融合，而longin結(jié)構(gòu)域具有調(diào)控SNARE核心區(qū)構(gòu)象的功能。Ykt6蛋白在行使功能

3、的過程中會發(fā)生較大的構(gòu)象變化。實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在體系中加入DPC脂質(zhì)分子后，Ykt6蛋白整體處于閉合構(gòu)象，和生理狀態(tài)下的法尼酰化YKt6蛋白的自抑制狀態(tài)類似。這時，SNARE核心區(qū)會包裹在longin結(jié)構(gòu)域外側(cè)，在longin結(jié)構(gòu)域與SNARE核心區(qū)的界面上形成疏水槽以容納DPC脂質(zhì)分子疏水尾鏈。而“CCAIM”序列的脂質(zhì)化能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生打開構(gòu)象，調(diào)控Ykt6蛋白在閉合和打開構(gòu)象之間轉(zhuǎn)換。由于晶體結(jié)構(gòu)實驗中Ykt6蛋白是處于DPC脂質(zhì)分子結(jié)合

4、的模擬脂質(zhì)化狀態(tài)，Ykt6蛋白的構(gòu)象調(diào)控機制尚存在很多未解決的問題。DPC脂質(zhì)分子與Ykt6全長蛋白形成的復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)所代表的這個構(gòu)象單一、結(jié)構(gòu)緊密的狀態(tài)是否對應(yīng)著生理過程中處于關(guān)閉狀態(tài)的法尼?；痀kt6蛋白并不明確。法尼?；鶄?cè)鏈和DPC脂質(zhì)分子如何穩(wěn)定Ykt6蛋白結(jié)構(gòu)的作用機理尚不明確。Ykt6蛋白完成從關(guān)閉狀態(tài)到打開狀態(tài)的轉(zhuǎn)變時，SNARE核心區(qū)從longin結(jié)構(gòu)域上解離的過程也不明確。本論文主要運用分子動力學(xué)模擬平行比較了無底

5、物結(jié)合態(tài)體系(apoYkt6)，結(jié)合DPC脂質(zhì)分子的體系(DPCYkt6)$1法尼?；w系(farYkt6)的構(gòu)象動力學(xué)，詳細(xì)研究了DPC脂質(zhì)分子和法尼?；瘜kt6蛋白構(gòu)象的影響。在研究過程中，除了常規(guī)分子動力學(xué)模擬之外，我們也使用了拉伸分子動力學(xué)模擬，通過外加力場加速構(gòu)象變化來獲得蛋白質(zhì)大幅度構(gòu)象變化的信息。通過對三個體系各2微秒的分子動力學(xué)模擬，我們發(fā)現(xiàn)apo—Ykt6體系由于沒有不存在脂質(zhì)分子疏水鏈，疏水槽發(fā)生了形變，Ykt6整