含longin結構域的SNARE蛋白Ykt6的結構與動力學研究

《含longin結構域的SNARE蛋白Ykt6的結構與動力學研究》是依託復旦大學，由王文寧擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：含longin結構域的SNARE蛋白Ykt6的結構與動力學研究
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王文寧

項目摘要

Ykt6是細胞中介導膜融合過程的SNARE蛋白。前期研究表明,Ykt6在胞質和膜之間的循環由自身的構像變化調控。本項目結合核磁共振波譜和分子動力學模擬方法研究SNARE蛋白Ykt6的動力學性質。首先用核磁共振方法全面表征全長蛋白與DPC的複合物在快速和慢速時間範圍內的動力學。利用分子動力學方法考察不同脂質化狀態的Ykt6在水溶液和膜環境中的構像變化動力學。對以上研究結果在細胞模型中進行驗證，考察Ykt6在胞質和膜之間的循環。本項目旨在闡明脂質化介導的Ykt6的循環對膜融合過程調控的分子機制，也將促進我們理解脂質化對蛋白功能的調控機理。

結題摘要

本項目對膜融合蛋白ykt6的三種不同狀態，即未脂質化apo態，DPC結合態和C端法尼醯化態的構象動力學進行了系統研究。核磁共振實驗發現在apo態ykt6有較大的構象柔性，而DPC的結合使ykt6的構象更加穩定。DPC結合態可以看做法尼醯脂質化的模擬狀態，而實驗中未得到法尼醯化的ykt6晶體結構。我們以DPC結合態ykt6的晶體結構為模板構建了法尼醯化的ykt6全長結構。長時間（2 s）的分子動力學模擬給出了穩定的法尼醯化ykt6的結構。在三個體系中，SNARE core結構域均顯示了比longin結構域更高的構象柔性。而三個體系的平行比較發現DPC分子結合或法尼醯化能夠使ykt6的構象運動空間減小。DPC分子和法尼醯基使脂質結合口袋中殘基的側鏈構象穩定，DPC明顯增強了longin結構域和SNARE core之間的相互作用。apo和法尼醯化狀態中脂質結合口袋相比晶體結構略有收縮。在結合口袋中，DPC分子的極性部分具有較高的構象柔性，在不同構象之間頻繁轉換。而法尼醯基在結合口袋中也呈現不同構象，主要構象穩定，構象轉換速度較慢。在ykt6與其他SNARE蛋白形成SNARE複合物時，longin結構域和SNARE core的分子內相互作用解離。我們的研究表明這一解離過程分為三個階段，SNARE core的三個區域先後與longin結構域解離，而F-G的解離是關鍵的決速步驟。三個體系的平行比較發現DPC結合和法尼醯化均能使解離更加困難，而法尼醯化的ykt6中longin和SNARE core的相互作用最強。因此脂質化是調節ykt6分子內相互作用以及形成SNARE複合物專一性的重要因素。我們的研究增進了人們對這一調節過程的微觀機制的認識。共發表SCI論文11篇。