研究發現細胞內囊泡運輸新型調控機制

細胞內囊泡運輸對於維持細胞以及機體的多種生理功能必不可少，2013年諾貝爾生理學或醫學獎被授予發現囊泡轉運機制的三位科學家。在真核細胞內，大約三分之一的蛋白質在內質網(ER)中摺疊和修飾，然後被運送到高爾基體（Golgi）。蛋白質從內質網到高爾基體的運輸（ER-to-Golgi）過程是對蛋白質進行品質控制和分選的重要階段，對維持細胞內穩態至關重要。ER-to-Golgi運輸由COPII小泡驅動，而COPII小泡主要由Sec23/Sec24內殼蛋白複合體和Sec13/Sec31外殼蛋白複合體構成。至今為止，COPII小泡是如何運輸到高爾基體的機制還不完全清楚。

中國科學院上海營養與健康研究院陳雁課題組博士生曹倩倩等近日發現孕酮和脂聯素受體3（PAQR3）在COPII囊泡運輸中發揮了重要的作用。在這項研究中，首先使用APEX2鄰近標記策略和質譜分析來鑒定出992種PAQR3臨近的蛋白質，其中大多數都參與了細胞內轉運的生物過程。接著藉助GalNAc-T2和RUSH兩個ER-to-Golgi轉運的模型系統發現，PAQR3缺失延遲了蛋白質從內質網到高爾基體的運輸。通過一系列的生化和細胞實驗，發現PAQR3的N端能夠與Sec13和Sec31A的WD結構域相互作用並增強Sec13和Sec31A的高爾基體定位，從而揭示了PAQR3是一個通過與COPII囊泡的Sec13/Sec31A外殼蛋白複合體相互作用來調節ER-to-Golgi轉運的關鍵分子。

PAQR3主要作為一個抑癌基因，在多種腫瘤中具有抑製功能。考慮到平衡和控制細胞內運輸對於維持細胞內穩態至關重要，研究者推測許多類型腫瘤中發現的PAQR3的失調可能與細胞內穩態失調有關。因此，該研究的發現不僅拓展了人們對胞內運輸複雜性的理解，也可能增加對於人類疾病尤其是腫瘤的分子基礎的理解。

上述工作於11月30日發表在Cell旗下國際學術期刊iScience上，題目為PAQR3 Regulates Endoplasmic Reticulum-to-Golgi Trafficking of COPII Vesicle via Interaction with Sec13/Sec31 Coat Proteins。該研究得到華東師範大學教授廖魯劍的大力支持和幫助。該課題得到國家自然科學基金、科技部以及中科院等的支持。

PAQR3調控COPII小泡的ER-to-Golgi轉運模型

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