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研究揭示胞内运输复合体组装新机制

来源: 中国科学技术大学 时间: 2026-02-28

  细胞质动力蛋白-1是一种基于微管(MT)的马达蛋白,需要动力蛋白和卷曲螺旋接头,来形成进行性动力蛋白—动力蛋白—接头(DDA)复合物。但是,微管和动力蛋白调节因子LIS1在DDA装配中的作用仍不清楚。

  近日,中国科学技术大学等团队揭示了微管与LIS1介导的胞质动力蛋白-1(dynein)运输系统的组装与启动的新机制,这与领域过去十多年盛行的经典模型不同。

  研究表明,Dynein运输复合体的组装不由传统认为的接头蛋白介导,也不发生在以往认为的胞质中,而是直接发生在被长期忽视的微管上。微管不仅是为运输复合体提供被动的轨道,还是一种主动的介导运输机器的装配平台,而LIS1的介入重塑了原有的组装过程,并特异性地募集低微管亲和力的dynein分子到微管附近。

  动力蛋白激活的主要模型表明,DDA复合体在与微管结合前即完成组装。与动力蛋白结合的动力蛋白接头,通过迫使动力蛋白氨基末端尾采用平行排列来激活运动性,这产生的构象信号传播到运动结构域,使它们排列成具有运动能力的排列。最新的冷冻电镜结构支持这一模型,因其都拥有平行排列的马达。研究还发现,选择接头结合的动力蛋白复合物可以募集多达两个动力蛋白二聚体。

  研究发现,MTs在DD复合体装配中发挥重要作用,其作用高效且不依赖传统衔接子蛋白。无脑回相关蛋白LIS1不直接提升DDA复合物的产量,但可能通过桥接MT结合的高亲和力复合物与低MT亲和力复合物,增强DDA装配的动力学效率,推测其机制涉及激活低亲和力复合物的活性状态。

  上述研究证明LIS1真正的作用不是增加最终的运输复合体量,而是通过重塑组装路径、提高动态招募效率,并在运输过程中提升其灵活性和动力学性能。这一结果清晰地区分了“量”与“过程”混淆导致的误区,协调了领域内长期存在的争论。

  相关研究成果在线发表在《自然》(Nature)上。

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供稿人:杨越

审核人:文成锋