2016年1月,医学中心张明杰、刘伟课题组关于Myosin与Espin结构和功能的文章发表在生命科学顶级期刊之一的《eLIFE》

2016-02-02

   2016年1月,医学中心张明杰、刘伟课题组关于Myosin与Espin结构和功能的文章发表在生物科学顶级期刊《eLIFE》,第一作者为医学中心的研究生刘海洋。

    肌球蛋白(Myosin)是人体内一种重要的分子马达蛋白。在人体细胞内,肌球蛋白对于许多重要的生理过程都起到了重要的作用,如物质的转运、肌肉的收缩、细胞的分裂、以及细胞极性的维持等。目前人们已经发现了几十种肌球蛋白,其中III型肌球蛋白(Myosin III)与视觉和听觉密切相关。
   Espin是一种肌动蛋白交联蛋白(Actin-bundling protein),在内耳毛细胞的特化结构——静纤毛的发育和结构维持上起到重要作用。之前的研究表明: Myosin III和Espin的基因突变都会导致遗传性耳聋,并且Myosin III和Espin两个蛋白之间存在着相互作用。但是Myosin III是如何特异地与Espin蛋白相互作用,从而调控静纤毛中肌动蛋白结构形态的分子机制,目前尚不清楚。
   在该研究中,课题组综合采用生物化学、结构生物学、细胞生物学以及荧光显微镜和电镜技术全面地研究了这两个蛋白的相互作用的分子机制和生物学功能。首次发现在Myosin III分子上存在两个Espin蛋白的结合位点,从而将两个Espin蛋白交联在一起。通过对Myosin III_ARB-Espin_AR复合体的晶体结构的解析,解释了Myosin III和Espin蛋白之间相互作用的分子机制。通过荧光显微镜和透射电镜的观察,进一步发现Myosin III可以将Espin的交联肌动蛋白的能力大大增强,从而形成更高级的肌动蛋白结构。这一结构,对于静纤毛的结构的发育和形成,乃至人类正常听力的维持都起到了至关重要的作用。
      这一工作已经发表在今年一月份的eLIFE杂志。
文章链接:http://elifesciences.org/content/5/e12856

 

    

Representing Figure. Myo3 binding promotes Espin1’s higher order actin bundling activity.
 (A) Representative images of actin bundles induced by Espin1 with and without the presence of various forms of Myo3-ARBs under fluorescent microscopy (left) or transmission electron microscopy (right). A1: F-actin+Espin1 with a 4:1 molar ratio mixing; A2: F-actin+Espin1+ARB1 with a 4:1:1 molar ratio mixing; A3: F-actin+Espin1 +ARB2 with a 4:1:1 molar ratio mixing; A4: F-actin+Espin1+ARB12 with a 4:1:0.5 molar ratio mixing. The scale of each column is the same and is indicated at the top panel. (B) Representative images of F-actin only under fluorescent microscopy (left) and transmission electron microscopy (right). (C) Distribution of the width of actin bundles from the different groups of experiments. Black:
 F-actin+Espin1; red: F-actin+Espin1+ARB1; green: F-actin+Espin1+ARB2; blue: F-actin+Espin1+ARB12. Statistics are performed by box plot as well as Two-tailed Student’s t test. * p<0.05, ** p<0.01, *** p<0.001. (D) Cartoon diagram showing Myo3 mediated higher order actin bundling by Espin1. Without Myo3, the thin actin bundles were induced by Espin1-ABD (left). With Myo3, the two ARBs can bring two Espin1 together, facilitating the formation of higher order actin bundles (right).Representing Figure. Myo3 binding promotes Espin1’s higher order actin bundling activity.
 

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