《利用電子顯微學研究I型AAA+ ATPase酶Vps4蛋白的結構與功能》是依託清華大學，由隋森芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用電子顯微學研究I型AAA+ ATPase酶Vps4蛋白的結構與功能
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：隋森芳
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Vps4屬於I型AAA+ ATPase酶家族蛋白,它和內體蛋白分選轉運裝置III（ESCRTIII）一起在多囊體的形成、細胞質分裂和逆轉錄病毒如HIV的出芽等膜分裂過程中起關鍵作用，因此具有重要的生理功能。ESCRTIII複合體由4個蛋白組成，它們被招募到膜上後組裝形成複合體幫助膜的彎曲並促進膜分裂。ESCRTIII複合體需要解開成單體以被循環使用。Vps4的作用就是利用水解ATP的能量將ESCRTIII解開。當細胞質中的Vps4二體或單體被招募到膜上與ESCRTIII結合後，會形成具有很高ATP酶活的寡聚體，將ESCRTIII解聚。然而，Vps4是如何利用水解ATP的能量將ESCRTIII複合體解開的問題一直未得到解決。本項目旨在通過研究Vps4活性寡聚體和Vps4與底物ESCRTIII形成的複合體的結構並結合生物化學和分子生物學的分析，揭示Vp4解聚ESCRTIII複合體的分子機制。
結題摘要
細胞內，內體蛋白分選轉運裝置III（ESCRT-III）和Vps4蛋白一起組成的蛋白機器介導多種膜重塑過程。ESCRT-III複合體由4個蛋白組成，它們被招募到膜上後組裝形成複合體幫助膜的彎曲並促進膜分裂。ESCRT-III複合體需要解開成單體以被循環使用。Vps4的作用就是利用水解ATP的能量將ESCRT-III 解開。在本項目的支持下，我們利用冷凍電鏡解析了Vps4蛋白結合ATP狀態下的六聚體結構以及進一步結合輔助因子Vta1後形成的複合體的結構，解析度分別為3.9埃和4.2埃。結構顯示Vps4六聚體呈現明顯的不對稱性，整體是一個開口螺旋的環狀結構；Vta1結合在Vps4六聚體的邊緣，並且每一個Vta1二聚體通過兩種不同的方式結合相鄰的兩個Vps4單體，從而促進ESCRT-III解聚過程中Vps4活性形式寡聚體的形成。我們的結構以及在結構指導下的生化和單分子實驗結果為揭示Vps4解聚ESCRT-III的分子機制提供了重要的見解。
