DFCP1和线粒体外膜蛋白MFN1/2相互作用调控线粒体形态
发布时间：2022-01-08 00:42
线粒体是存在于多数真核细胞的双层膜细胞器,其最主要的功能是通过氧化磷酸化产生ATP为细胞提供能量。生理条件下,线粒体发生动态的分裂和融合,这种形态的变化也与线粒体的功能密切相关。目前的研究表明,众多GTP酶在线粒体的形态调控中发挥关键作用。DRP1（Dynamin-related protein 1）和OPA1（Optic atrophy 1）分别参与线粒体分裂和内膜融合,MFN1/2（Mitofusion1/2）主要介导线粒体外膜融合。虽然调控线粒体融合的主要蛋白质机器已被鉴定,这些蛋白质机器响应细胞内外信号,介导线粒体融合的分子调控机理尚不十分清楚。细胞自噬（Autophagy）是真核细胞中高度保守的通过溶酶体降解细胞内蛋白聚合物和受损细胞器的分解代谢途径,在细胞稳态维持中发挥重要作用。双层膜自噬体的形成是完成自噬性降解的基础,自噬体形成过程中,激活的Ⅲ型磷酸肌醇3-激酶（Phosphoinositide-3-kinase class 3,PI3KC3）复合物在内质网膜上形成磷脂酰肌醇-3-磷酸（PI3P）丰富的区域,促进最初的自噬膜（隔离膜,isolation member）的形...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1分裂和融合过程及动态失衡状态下的线粒体形态【摘自(Chandhoketal.,2018;Tilokanietal.,2018)】
浙江大学硕士学位论文引言42013)。当自噬发生，激活PI3KC3复合物时，内质网会形成一个特殊的PI3P富集的“Ω”结构(图2)，被称做欧米茄体(omegasome),能够被DFCP1标记，作为隔离膜形成和延伸的平台(Karanasiosetal.,2013;Nascimbenietal.,2017;Uemuraetal.,2014)。随后，PI3P可以招募一些蛋白，例如WIPI2，因为其含有一个结合PI3P的Phe-Arg-Arg-Gly(FRRG)结构域(Watanabeetal.,2012),WIPI2又可以招募下游的效应分子Atg12-Atg5-Atg16L1复合物促进LC3-PE的形成和隔离膜的延伸(Dooleyetal.,2014;Polsonetal.,2010)。DFCP1和WIPI2都能结合PI3P,但目前DFCP1在自噬中的功能尚不明确。图2DFCP1定位于Omegasome【摘自(MizushimaandKomatsu,2011)】DFCP1作为早期自噬体形成的标志，主要含有以下几个结构域(图3)：一个非典型的锌指结构域，可能与结合DNA或介导DFCP1和其他蛋白的相互作用相
浙江大学硕士学位论文引言5关；一个富含甘氨酸的P-loop结构域，可以结合GTP或ATP;两个FYVE结构域，可以结合PI3P;还有一个ER-targetting结构域，使DFCP1与其他含有FYVE结构域的蛋白(主要定位于内体)不同，主要定位于内质网(Axeetal.,2008;Derubeisetal.,2000)。DFCP1还可以定位于高尔基体，在细胞中过表达DFCP1可以使高尔基体的结构变得松散，可能与高尔基体向内质网的重新分布状态改变有关(Ridleyetal.,2001)。研究表明，在诱导脂滴形成的情况下，内质网上的DFCP1可以转位到脂滴上，介导脂滴和内质网的相互作用，并且与脂滴的长大相关(Lietal.,2019)。还有研究表明，内源性的DFCP1还可以定位于线粒体(Nanaoetal.,2015)，但是其在线粒体上的功能尚不明确。图3DFCP1的功能性结构域【摘自(Axeetal.,2008)】本研究中，我们发现，DFCP1的敲除并不影响自噬体的形成，但是通过Mitotracker染色对线粒体形态的观察，我们发现，DFCP1敲除的细胞中线粒体管状结构增多，而发生这种变化的机制是DFCP1和线粒体外膜蛋白MFN1/2的相互作用抑制了MFN1和MFN2同型和异型二聚体的形成，从而抑制了线粒体的融合进程。我们首次将标记早期自噬体形成的蛋白DFCP1和线粒体动态调控联系起来，揭示了DFCP1调控线粒体动态的新机制。
本文编号：3575571
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1分裂和融合过程及动态失衡状态下的线粒体形态【摘自(Chandhoketal.,2018;Tilokanietal.,2018)】
浙江大学硕士学位论文引言42013)。当自噬发生，激活PI3KC3复合物时，内质网会形成一个特殊的PI3P富集的“Ω”结构(图2)，被称做欧米茄体(omegasome),能够被DFCP1标记，作为隔离膜形成和延伸的平台(Karanasiosetal.,2013;Nascimbenietal.,2017;Uemuraetal.,2014)。随后，PI3P可以招募一些蛋白，例如WIPI2，因为其含有一个结合PI3P的Phe-Arg-Arg-Gly(FRRG)结构域(Watanabeetal.,2012),WIPI2又可以招募下游的效应分子Atg12-Atg5-Atg16L1复合物促进LC3-PE的形成和隔离膜的延伸(Dooleyetal.,2014;Polsonetal.,2010)。DFCP1和WIPI2都能结合PI3P,但目前DFCP1在自噬中的功能尚不明确。图2DFCP1定位于Omegasome【摘自(MizushimaandKomatsu,2011)】DFCP1作为早期自噬体形成的标志，主要含有以下几个结构域(图3)：一个非典型的锌指结构域，可能与结合DNA或介导DFCP1和其他蛋白的相互作用相
浙江大学硕士学位论文引言5关；一个富含甘氨酸的P-loop结构域，可以结合GTP或ATP;两个FYVE结构域，可以结合PI3P;还有一个ER-targetting结构域，使DFCP1与其他含有FYVE结构域的蛋白(主要定位于内体)不同，主要定位于内质网(Axeetal.,2008;Derubeisetal.,2000)。DFCP1还可以定位于高尔基体，在细胞中过表达DFCP1可以使高尔基体的结构变得松散，可能与高尔基体向内质网的重新分布状态改变有关(Ridleyetal.,2001)。研究表明，在诱导脂滴形成的情况下，内质网上的DFCP1可以转位到脂滴上，介导脂滴和内质网的相互作用，并且与脂滴的长大相关(Lietal.,2019)。还有研究表明，内源性的DFCP1还可以定位于线粒体(Nanaoetal.,2015)，但是其在线粒体上的功能尚不明确。图3DFCP1的功能性结构域【摘自(Axeetal.,2008)】本研究中，我们发现，DFCP1的敲除并不影响自噬体的形成，但是通过Mitotracker染色对线粒体形态的观察，我们发现，DFCP1敲除的细胞中线粒体管状结构增多，而发生这种变化的机制是DFCP1和线粒体外膜蛋白MFN1/2的相互作用抑制了MFN1和MFN2同型和异型二聚体的形成，从而抑制了线粒体的融合进程。我们首次将标记早期自噬体形成的蛋白DFCP1和线粒体动态调控联系起来，揭示了DFCP1调控线粒体动态的新机制。
本文编号：3575571
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