中山大学高嵩团队研究MFN2与MFN1的区别和协同作用机制

   日期:2019-11-25     来源:贤集网    浏览:52    
核心提示:11月24日新资讯:中山大学高嵩团队通过研究MFN2的结构和功能,阐明了MFN2与MFN1的区别和协同作用机制,为了解线粒体外膜融合的具体机制奠定了重要基础。相关理论成果已经发表在Nature Communications杂志上,论文题目是“Structural insights of human mitofusin-2 into mitochondrial fusion andCMT2A onset”
  11月24日新资讯:中山大学高嵩团队通过研究MFN2的结构和功能,阐明了MFN2与MFN1的区别和协同作用机制,为了解线粒体外膜融合的具体机制奠定了重要基础。相关理论成果已经发表在Nature Communications杂志上,论文题目是“Structural insights of human mitofusin-2 into mitochondrial fusion andCMT2A onset”

  
       为了深入了解MFN2介导线粒体融合的具体机制,高嵩团队经过不断尝试,成功解析了人类MFN2片段在不同GTP水解状态下的晶体结构。进一步研究发现:灵长类动物的MFN2在催化水解GTP的过程中形成紧密的二聚体,即使在水解过程完成后仍不解离。MFN2的这种特性与催化后GTP水解后迅速解离的MFN1二聚体具有极大差别。因而,虽然MFN2催化GTP水解的效率远低于MFN1,但却具备更强的膜栓连能力。有意思的是,MFN2和MFN1的这种差别很大程度上是由一个单氨基酸的差异决定的。此外,该研究还表明MFN2和MFN1可以通过GTP酶结构域形成异源二聚体,并且其形成效率不低于MFN1或MFN2的同源二聚体,提示这种异源二聚体可能在线粒体融合过程中发挥重要功能。根据MFN2的上述特性,高嵩团队进一步检测了MFN2致病突变对其生化功能的影响,探讨了MFN2突变导致CMT2A发生的机制。
  
MFN2介导线粒体栓连的分子基础及其突变导致CMT2A疾病发病机制

       这一研究成果拓展了人类对线粒体融合机制的认识,并对相关疾病的分子诊断、预后、以及个体化治疗手段的开发具有积极意义。

       高嵩团队成员李钰捷,曹雨露和冯健雄为该论文的并列第一作者。中科院生物物理所胡俊杰教授团队和加州理工学院David Chan教授团队对该研究也做出了重要贡献。

       关于线粒体

       线粒体是真核细胞重要的双层膜细胞器。绝大多数细胞的线粒体不断进行着融合和分裂的动态平衡。线粒体融合的失调与一系列人类疾病的发生相关,包括神经退行性疾病,糖尿病、肿瘤等等。线粒体外膜融合主要由dynamin家族的GTP酶mitofusin-1和mitofusin-2(MFN1和MFN2)介导。两种蛋白的具有结构和功能上的相似性,但在GTP水解效率及突变致病性等方面亦存在一些显著的差别。此外,二者的协同作用对于线粒体外膜的融合也至关重要。此前,高嵩团队报道了MFN1片段的结构,初步探究了线粒体外膜融合的分子机理(Cao et al.Nature 2017)。然而,MFN2在线粒体融合过程中的特殊机制,及其与MFN1的协同作用和MFN2突变导致疾病发生的分子机制尚不明确。
 
日期: 2019-11-25
标签: 中山大学 高嵩团队 MFN2 MFN1 线粒体外膜融合
 
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