单颗粒冷冻电镜研究TRAPPII复合体的结构与功能
批准号:
32071192
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
隋森芳
依托单位:
学科分类:
结构生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
隋森芳
中文摘要
囊泡转运是细胞内物质运输的主要方式,分为出芽、移动、拴系和融合四个步骤。.由拴系蛋白介导的拴系是指转运小泡与其受体之间的初始、远距离相互作用,这一步被认为对于建立囊泡靶向转运的特异性是必不可少的。拴系蛋白TRAPP家族蛋白具有鸟嘌呤核苷酸交换功能,可以将Ypt/Rab GTP酶从非激活状态转换成激活状态,进而招募下游的效应因子调控囊泡运输。酵母TRAPPII是酵母TRAPP家族中最大的成员,分子量约为1MDa,调控高尔基体内部和内吞体到晚期高尔基体之间的囊泡运输,它的缺陷引起多种人类疾病。然而对其工作机制的研究尚显不足。目前完整TRAPPII的高分辨率结构信息非常匮乏,限制了对其作用机制的认识。本项目拟利用先进的单颗粒冷冻电镜技术对从酵母体内直接纯化的完整TRAPPII复合物的结构进行解析,并在此基础上结合交联质谱、突变分析、酵母遗传学等实验,揭示TRAPPII复合体的组装方式和作用机制。
英文摘要
Vesicular trafficking mediates the transport of proteins and lipids between different membrane-bound compartments. Each vesicle transport reaction can be divided into four essential steps that include vesicle budding, transport, tethering, and fusion. Tethering refers to the initial, long-range interaction between a transport vesicle and its acceptor compartment, which is believed to be essential for establishing the specificity of vesicle targeting and is mediated by tethering factors. TRAPP family proteins are tethering factors shown to act as guanine nucleotide exchange factors, which can convert Ypt/Rab GTP enzymes from inactivated state to activated state. In yeast, TRAPPII is the largest member of the yeast TRAPP family, with a molecular weight of about 1MDa. TRAPPII functions in intra-Golgi and endosome-to-Golgi traffic, and its defects are involved in many human diseases. However, the molecular mechanisms of TRAPPII in the tethering events are only partially understood because of the lack of the high-resolution structural information of the intact TRAPPII. The purpose of this proposal is to reveal the high-resolution structure of the intact TRAPPII purified directly from yeast by using single-particle cryo-electron microscopy. And on the basis of the structure, we will study the assembly of TRAPPII, as well as the mechanisms TRAPPII uses to exchange nucleotides and tether membranes, combined with the chemical cross-linking of proteins coupled with mass spectrometry analysis, the mutation analysis, methods in yeast genetics and so on.
TRAPP蛋白复合体作为鸟嘌呤核苷酸置换因子(GEF)和可能的系链蛋白调控细胞内多条囊泡转运途径。酵母TRAPP家族包括三个成员:TRAPPI、TRAPPII和TRAPPIII。它们都有一个组成TRAPPI的蛋白质核心,TRAPP II和III还包含额外的亚基。TRAPPII是该家族中分子量最大、组成成分最复杂的成员。它调控高尔基体内部和内吞体到晚期高尔基体之间的囊泡运输,它的缺陷引起多种人类疾病。然而对其工作机制的研究尚显不足。本项目旨在利用先进的单颗粒冷冻电镜技术对从酵母体内直接纯化的完整TRAPPII复合物的结构进行解析,并在此基础上结合交联质谱、突变分析、酵母遗传学等实验,揭示TRAPPII复合体的组装方式和作用机制。我们按原计划完成了研究计划。我们解析了完整的TRAPPII近原子分辨率结构,证明Tca17是TRAPPII的化学计量组成成分,阐明了TRAPPI蛋白核心和四个TRAPPII特有蛋白组分的组装方式。我们还发现TRAPPII蛋白质复合体单体具有两种不同的构象:闭合构象和开放构象。基于此,我们利用深度分类的计算方法获得了完整TRAPPII二聚体的三种不同状态,证明自然状态TRAPPII的高度动态特性。我们随后对结构进行分析,并根据分析结果设计了多种功能实验,从而证明了TRAPPII复合体的完整性对其行使生物学功能的重要性,并阐明了TRAPPII的组装机制。
原位冷冻电子断层成像技术研究蓝藻光合作用相关色素蛋白复合物的结构和功能
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:300万元
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批准年份:2022
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负责人:隋森芳
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依托单位:
冷冻电镜研究藻胆体-光系统II复合体的原位结构
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批准号:32271245
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项目类别:面上项目
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资助金额:58万元
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批准年份:2022
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负责人:隋森芳
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依托单位:
单颗粒冷冻电子显微学研究完整藻胆体的高分辨率结构
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批准号:31670745
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2016
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负责人:隋森芳
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依托单位:
利用电子显微学研究I型AAA+ ATPase酶Vps4蛋白的结构与功能
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批准号:31370717
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2013
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负责人:隋森芳
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依托单位:
单颗粒冷冻电子显微学研究重要蛋白质复合体的结构与功能
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批准号:31230016
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项目类别:重点项目
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资助金额:287.0万元
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批准年份:2012
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负责人:隋森芳
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依托单位:
DegP (HtrA)的蛋白酶与分子伴侣活性之间功能转变的分子机制研究
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批准号:30970591
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项目类别:面上项目
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资助金额:32.0万元
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批准年份:2009
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负责人:隋森芳
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依托单位:
单颗粒冷冻电子显微学研究蛋白质复合体的结构与功能
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批准号:30830028
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项目类别:重点项目
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资助金额:185.0万元
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批准年份:2008
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负责人:隋森芳
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依托单位:
大肠杆菌Sec转运通道蛋白复合物的结构与功能的研究
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批准号:30670501
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2006
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负责人:隋森芳
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依托单位:
冷冻电子显微学研究“膜蛋白-膜蛋白”及“蛋白-膜脂”的相互作用
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批准号:30330160
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项目类别:重点项目
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资助金额:130.0万元
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批准年份:2003
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负责人:隋森芳
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依托单位:
用电子晶体学方法研究大肠杆菌SecA蛋白在膜上的结构
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批准号:30170196
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2001
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负责人:隋森芳
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依托单位:
蛋白质在脂单层表面二维结晶化研究
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批准号:30070204
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项目类别:面上项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2000
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负责人:隋森芳
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依托单位:
生物功能信息处理技术及原理的研究
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批准号:69731010
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项目类别:重点项目
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资助金额:100.0万元
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批准年份:1997
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负责人:隋森芳
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依托单位:
真核生物核糖体在脂单层上二维晶体组装及结构初测
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批准号:39570204
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项目类别:面上项目
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资助金额:9.0万元
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批准年份:1995
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负责人:隋森芳
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依托单位:
具有分子识别功能的分子膜生物传感器研究
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批准号:69571015
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项目类别:面上项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:1995
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负责人:隋森芳
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依托单位:
平面膜的组装、性质及应用研究
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批准号:38970220
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项目类别:面上项目
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资助金额:3.0万元
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批准年份:1989
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负责人:隋森芳
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依托单位:
国内基金
海外基金