酿酒酵母细胞中ESCRT复合物组分对钙离子/钙调磷酸酯酶信号途径的调控

转运必需内体分选复合物（ESCRT）的功能是通过多囊体将蛋白分选到酵母细胞的液泡或哺乳动物细胞的溶酶体中。ESCRT复合体在真核生物中是高度保守的，其突变能够导致人体神经性疾病及其它细胞病变。PMR1是酵母细胞中编码内质网/高尔基体膜上钙泵的基因，是人体细胞中分泌途径钙泵（SPCA1，ATP2C1）和肌质网/内质网钙泵（SERCA, ATP2A2）的同源基因，这两个基因的突变分别导致人体家族性良性天疱疮疾病和毛囊角化病。我们研究发现，ESCRT七个组份Snf7，Snf8，Vps20，Stp22，Vps25，Vps28或Vps36的缺失能够激活酵母细胞内Ca2+/钙调磷酸酯酶信号途径，造成其对外界Ca2+胁迫敏感，但是奇怪的是其缺失却导致PMR1表达量降低50%左右，而且这种表达量的降低是不依赖于Ca2+胁迫的。我们发现在这些缺失株中表达组成型激活的Rim101蛋白或者敲除NRG1基因，都可以部分抑制它们对Ca2+胁迫的敏感性。NRG1基因的缺失也可以使PMR1在这些缺失株中的表达量恢复到野生型菌株的水平。启动子突变，凝胶电泳迁移滞后（EMSA）实验和染色质免疫共沉淀（ChIP）分析都证明Nrg1与PMR1基因启动子上的两个位点结合。另外，将PMR1启动子上两个Nrg1结合位点突变后，PMR1的表达得到恢复，而且PMR1基因启动子上Nrg1结合位点的突变能够抑制ESCRT缺失株对Ca2+胁迫的敏感性。以上数据证明ESCRT复合物通过抑制Rim101/Nrg1这个转录抑制信号途径来正向调控PMR1基因的表达。我们还发现：一，ESCRT缺失株中，液泡Ca2+泵Pmc1活性调控因子编码基因NYV1的表达被Nrg1和Mig1两个转录抑制因子负调控；第二，酿酒酵母液泡Ca2+交换蛋白Vcx1的突变体-Vcx1-D1，能够以一种钙调磷酸酶非依赖的形式增加Mn2+的耐受性；第三，除了Pho85外，蛋白磷酸酶Sac1也参与了对酵母细胞中碱性应答蛋白Rim101的核定位调控作用；第四，酿酒酵母内质网/高尔基体Ca2+泵Pmr1与Rch1相互作用关系的研究发现，过表达ScRCH1能够通过降低钠离子泵编码基因ENA1的表达量来抑制pmr1缺失株对锂离子的耐受性。我们的研究结果为了解人体内与Ca2+平衡和钙信号途径相关疾病的机理研究提供了一条新的线索。