通过静电相互作用介导的细菌失调的陪伴者的相分离
Zhili Wu1, Weiye Feng1, Yicheng Xu1
1Shanghai Frontiers Science Center of Optogenetic Techniques for Cell Metabolism, School of Biotechnology, East China University of Science and Technology, Shanghai, China.
高电荷,内在无序的伴侣像大肠杆菌Asr蛋白一样可以经历液体-液体相分离 (LLPS) 形成动态凝结物. 这种LLPS机制有助于减轻细胞应激和蛋白质聚合.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 液-液相分离 (LLPS) 对于细胞组织和应激反应至关重要.
- 在内在无序的蛋白质中,LLPS得到了很好的研究,但对高度充电的,内在无序的陪伴者知之甚少.
- 在分子伴侣的功能中LLPS的作用,特别是在压力条件下,需要进一步研究.
研究的目的:
- 为了调查高电荷,内在无序的分子伴侣是否经历LLPS.
- 描述埃舍里希亚大肠杆菌酸冲击蛋白中LLPS的驱动力和调节因素.
- 探索LLPS在细胞平衡和减轻压力的分子伴侣中的体内相关性和功能影响.
主要方法:
- 在体外相位分离测试中使用纯化的蛋白质和核酸进行测试.
- 凝结物的生物物理特性,包括pH值,离子强度和聚离子长度的依赖性.
- 在大肠杆菌细胞中光标记的陪伴者的体内成像.
- 在光漂白后的光恢复 (FRAP) 以评估凝结物动态.
- 对缓解蛋白质聚合的伴侣功能的分析.
主要成果:
- 来自大肠杆菌的高电荷,内在无序的伴侣Asr经历了LLPS,由与聚离子 (DNA,RNA,氨酸,酸性蛋白质) 的静电相互作用驱动.
- Asr相分离对电荷集群,聚离子长度,pH值和离子强度都很敏感.
- 在体内,Asr在大肠杆菌细胞中形成动态区,特别是在酸性条件下,这些区对盐度敏感.
- 充电增强的Asr突变体和同类体在体内形成凝结物,与酸性蛋白质共定位,并减少客户端蛋白质的压力诱导的聚合.
结论:
- 高电荷,内在无序的分子伴侣,以阿斯尔为例,可以参与LLPS.
- 静电相互作用是Asr介导的LLPS的关键驱动因素,影响冷凝物形成和动态.
- 阿斯尔的LLPS能力在减轻细胞应激下蛋白质聚合的功能性作用.
- 这些发现扩大了对LLPS在陪伴生物学的理解,并表明了对生物分子凝聚物的工程潜力.
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