Extended Synaptotagmins在内质网与细胞质膜互作中的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    91854117
  • 项目类别：
    重大研究计划
  • 资助金额：
    92.0万
  • 负责人：
    于海佳
  • 依托单位：
    南京师范大学
  • 学科分类：
    C0701.细胞器及亚细胞结构、互作与功能
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The extended synaptotagmins (E-Syts) are key proteins involved in the endoplasmic reticulum-plasma membrane interactions. They tether the opposed membranes to form membrane contact sites. We have recently found that the cytosolic domain of E-Syt1 transfers glycerophospholipids between membrane bilayers in the presence of Ca2+. However, it’s still not known if E-Syt2 and E-Syt3 could mediate lipid transfer. In our preliminary studies, we successfully reconstituted the full-length E-Syt1 into the liposomes, and demonstrated that this reconstituted E-Syt1 could transfer lipid in a Ca2+ dependent manner. Unexpectedly, we discovered that both Ca2+-independent and Ca2+-dependent lipid transfer were mediated by E-Syt2. We hypothesize that E-Syt1 tethers the membranes through its C2C domain binding to Ca2+ and PI(4,5)P2, and uses its Ca2+ -bound C2A domain to further regulate lipid transport. We also hypothesize that E-Syt2 and E-Syt3 maintain the membrane contact sites and spontaneous lipid transfer through the C2C domain, while stimulate the lipid transfer by C2A in the presence of Ca2+. In this proposal, we will take advantage of our unique functional reconstitution and the microsomal vesicles based assay to disclose the function and molecular mechanisms of E-Syts in the endoplasmic reticulum- plasma membrane contact sites.
Extended Synaptotagmins (E-Syts)是一类参与内质网-细胞质膜互作建立和维持的关键分子。我们在前期工作中发现E-Syt1的胞质域部分能够在钙离子的调控下转移磷脂，但E-Syt2和E-Syt3能否转移脂质还不清楚。在预实验中，我们成功地将全长E-Syt1重组到膜上并观察到了钙离子依赖的脂转移活性，同时还发现E-Syt2能够介导非钙离子依赖和钙离子依赖两种途径的脂转移。我们提出假设“内质网上的E-Syt1通过C2C结合钙离子和PI(4,5)P2来调节接触位点的形成，并通过C2A结合钙离子来调控脂转移；E-Syt2和E-Syt3通过C2C与质膜作用维系接触位点并介导非钙离子依赖的脂转移，通过C2A结合钙离子调控钙离子依赖的脂转移。”本项目将通过膜蛋白功能重组等方法对这一假设进行逐步论证，揭示不同E-Syts在内质网和细胞质膜互作中维持接触位点和转移脂质的分子机制。

结项摘要

真核细胞的内质网与细胞质膜之间形成广泛的膜接触位点，在钙稳态维持、脂代谢等生理过程中发挥重要作用。Extended Synaptotagmin (E-Syt)是一类作用于内质网-细胞质膜接触位点的关键蛋白。我们利用体外重构等方法系统研究了不同E-syt蛋白的功能和作用机制，揭示了膜栓系和脂质转移是这一蛋白家族的保守功能。在哺乳动物细胞中， E-Syt1、E-Syt2和E-Syt3都可以介导钙离子依赖的脂质转移，但是E-Syt1的脂转移能力要明显高于E-Syt2和E-Syt3。与E-Syt1需要C2A和C2C结构域不同，E-Syt2需要C2A结构域来调控钙离子依赖的脂质转移。E-Syt2的C2C结构域与PI(4,5)P2结合只参与维系膜接触位点。E-Syt的酵母同源蛋白Tcb3和植物同源蛋白SYT1都能以非钙离子依赖和钙离子依赖两种方式介导脂质转移。Tcb3通过SMP与磷脂酰丝氨酸（PS）结合介导非钙离子依赖的脂质转移，通过C2C和C2D结构域调控钙离子依赖的脂质转移。SYT1通过C2A结构域与PI(4,5)P2结合促进SMP结构域介导的非钙离子依赖的脂质转移，而钙离子促进的脂质转移则需要C2A结构域同时与PS和PI(4,5)P2作用。我们的研究结果有助于理解E-Syt蛋白参与维持细胞膜完整性和植物抵御非生物胁迫的分子机制。除此之外，我们还发现E-Syt1和E-Syt2结合形成异源复合物，在钙离子的作用下协同调控内质网和质膜之间的脂质转移。这些研究结果揭示了不同E-Syt蛋白在内质网和质膜互作中维系膜接触位点和介导脂质转移的功能和作用机理，对于理解内质网和质膜互作的建立、调控和功能具有重要的科学意义。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
mTOR-mediated phosphorylation of VAMP8 and SCFD1 regulates autophagosome maturation.
mTOR 介导的 VAMP8 和 SCFD1 磷酸化调节自噬体成熟。
  • DOI：
    10.1038/s41467-021-26824-5
  • 发表时间：
    2021-11-16
  • 期刊：
    Nature communications
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
    Huang H;Ouyang Q;Zhu M;Yu H;Mei K;Liu R
  • 通讯作者：
    Liu R
Manganese promotes α-synuclein amyloid aggregation through the induction of protein phase transition.
锰通过诱导蛋白质相变促进 α-突触核蛋白淀粉样蛋白聚集
  • DOI：
    10.1016/j.jbc.2021.101469
  • 发表时间：
    2022-01
  • 期刊：
    The Journal of biological chemistry
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xu B;Huang S;Liu Y;Wan C;Gu Y;Wang D;Yu H
  • 通讯作者：
    Yu H
Calcium-dependent and -independent lipid transfer mediated by tricalbins in yeast.
酵母中三卡宾介导的钙依赖性和非依赖性脂质转移
  • DOI：
    10.1016/j.jbc.2021.100729
  • 发表时间：
    2021-01
  • 期刊：
    The Journal of biological chemistry
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Qian T;Li C;He R;Wan C;Liu Y;Yu H
  • 通讯作者：
    Yu H
SNARE Zippering Is Suppressed by a Conformational Constraint that Is Removed by v-SNARE Splitting.
SNARE 拉链受到构象约束的抑制，而 v-SNARE 分裂消除了构象约束
  • DOI：
    10.1016/j.celrep.2020.108611
  • 发表时间：
    2021-01-12
  • 期刊：
    Cell reports
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Liu Y;Wan C;Rathore SS;Stowell MHB;Yu H;Shen J
  • 通讯作者：
    Shen J
AAGAB Controls AP2 Adaptor Assembly in Clathrin-Mediated Endocytosis
AAGAB 在网格蛋白介导的内吞作用中控制 AP2 接头组装
  • DOI：
    10.1016/j.devcel.2019.06.013
  • 发表时间：
    2019-08-19
  • 期刊：
    DEVELOPMENTAL CELL
  • 影响因子：
    11.8
  • 作者：
    Gulbranson, Daniel R.;Crisman, Lauren;Shen, Jingshi
  • 通讯作者：
    Shen, Jingshi

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
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