《幹細胞不對稱分裂中LGN及其相關蛋白的結構研究》是依託復旦大學，由溫文玉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：幹細胞不對稱分裂中LGN及其相關蛋白的結構研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：溫文玉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
幹細胞的不對稱分裂是提供生物多樣性的基礎，其過程與細胞極性的建立及紡錘體沿細胞極性軸的轉向密切相關。LGN蛋白在幹細胞不對稱分裂中起核心作用，它分別參與兩大重要蛋白質複合體Par-mInsc-LGN-Gαi以及LGN-Gαi-NuMA的形成，前者調控細胞極性的建立與維持，後者調節紡錘體的轉向。重要的是，LGN調控的這兩大細胞不對稱分裂蛋白複合體從果蠅到哺乳動物中都是非常保守的。但是由於生化及結構信息的極端匱乏，該過程中關鍵步驟的作用機制尚不明晰。本項目嘗試從蛋白質相互作用以及蛋白結構層次對幹細胞不對稱分裂中發揮重要功能的LGN及其作用蛋白mInsc，NuMA，Gαi進行深入研究，為幹細胞不對稱分裂研究提供分子水平的結構信息，進而為理解幹細胞不對稱分裂過程中關鍵通路的調控機制提供結構基礎。
結題摘要
幹細胞的不對稱分裂是提供生物多樣性的基礎，其過程與細胞極性的建立及紡錘體沿細胞極性軸的轉向密切相關。LGN 蛋白在幹細胞不對稱分裂中起核心作用，它分別參與兩大重要蛋白質複合體Par-mInsc-LGN-Gαi 以及LGN-Gαi-NuMA 的形成，前者調控細胞極性的建立與維持，後者調節紡錘體的轉向。重要的是，LGN 調控的這兩大細胞不對稱分裂蛋白複合體從果蠅到哺乳動物中都是非常保守的。LGN 通過氨基端的TPR結構域結合mInsc與NuMA，但是LGN通常處於自抑制構象，Gai結合其羧基端的GoLoco (GL) 結構域可以打開該抑制構象。結合生化與結構研究，我們表征了LGN中TPR與GL的作用機理，發現每兩個串聯的GL模序(GL12, GL34) 可形成最小的TPR結合模組。GL12與GL34分別結合 TPR0-3以及TPR4-7。TPR4-7/GL34的複合物晶體結構表明，GL34形成一對平行的α螺旋結合在TPR4-7的凹槽面，因此抑制LGN與靶物（如mInsc, NuMA）的結合。我們證明Gai•GDP與LGN 的結合可以打開其自抑制構象，進而促進TPR與NuMA的結合。我們進一步發現多個GL模序與TPR的結合模式不同於單個GL與Gai•GDP的結合方式，意味著多GL模序蛋白LGN可能以一種新的方式相應G蛋白信號通路並進而促進紡錘體的轉向。
