酿酒酵母COPⅡ囊泡融合相关SNARE蛋白与ATG8相互作用研究

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自噬是将细胞组分包裹进双层膜结构的自噬体并运送至溶酶体(酵母中为液泡)降解的过程,对维持细胞稳态和应对环境刺激至关重要。COPⅡ囊泡是自噬体的膜来源,但膜融合机制不详。作为介导膜融合的重要分子,位于两个待融合膜体上的SNARE蛋白通过配对形成复合物驱动融合。先前的研究表明COPⅡ囊泡上存在参与自噬体形成的SNARE蛋白,能与其他参与自噬的SNARE蛋白形成复合物,且自噬通路上存在特定的SNARE复合物(Bos1,Bet1,Sed5和Sec22)来介导COPⅡ囊泡融合。ATG8是一个独特的泛素样蛋白会与生物膜的主要成分磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)结合,可以促进自噬前体膜的不断伸长。ATG8与SNARE蛋白对自噬体膜融合都有着不可或缺的作用,二者之间的相互作用机制暂不清晰。本研究将以酿酒酵母为主要研究模型,深入探究SNARE蛋白和ATG8的相互作用对自噬体形成的作用,为深入了解SNARE蛋白作用方式和自噬调控规律提供新线索。
  本研究采用酿酒酵母为模式生物,通过蛋白质邻近标记法PUP-IT系统对SNARE蛋白与ATG8的体内相互作用进行考察,通过Westernblot方式对互作蛋白进行定性分析,结果显示四种SNARE蛋白中,只有Bet1会与ATG8在体内发生显著相互作用。进一步,我们采用了大肠杆菌对四种SNARE蛋白及ATG8进行原核表达并对目的蛋白进行纯化,采用体外亲和方式验证四种SNARE蛋白与ATG8的体外相互作用。通过不同的融合标签检测分析,结果显示在体外环境下,Bet1与ATG8有显著相互作用,而另外三种SNARE蛋白并未观察到明显相互作用。本研究采用邻近标记法与传统Pulldown技术相结合,运用体内和体外双重验证作为研究手段,以Westernblot为检测方式,证明了Bet1与ATG8在酵母体内和体外均存在显著相互作用。
  综上所述,本研究利用邻近标记法与pulldown技术相结合,证明了酵母体内SNARE蛋白Bet1与ATG8的相互作用情况,为进一步探讨ATG蛋白及SNARE蛋白在自噬膜融合中的作用机制提供了新的研究角度和理论数据支撑,为探索自噬膜融合机制提供新的思路,为后续研究自噬调控规律有重要意义。
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