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致密核心大囊泡在分泌细胞中占据不可估量的作用。它负责包装存储并运输生物体内许多重要的信号物质,比如影响分泌调控及神经信号传递的激素和神经肽。这些囊泡在高尔基体中产生,并通过高尔基体的分选加工并经历不成熟到成熟的过程,这中间包括将蛋白正确的运送到它正确的位置以行使正确的功能;接下来,成熟的囊泡经历与细胞膜的锚定及后续的融合过程释放其运载的内容物以完成信号功能。但是,截止到目前,这中间每个过程及其相应的分子机制都没有完全清楚。在这里,我们将研究集中在锚定在高尔基体上的非常保守但却不为人关注的蛋白HID-1上,对于它的研究将为我们进一步透彻了解高尔基体与运输囊泡之间的关系网络奠定基础。
Hid一1基因最早是由Ailion和Thomas通过筛选线虫的高温诱导休眠表型的突变体发现的。除了高温诱导其休眠这一个明显表型以外,hid-1突变体的线虫还有其他多种表型,如较弱的运动失调和中度的排泄缺陷。高温诱导休眠这个过程至少被三种代谢信号通路所调节,一是对荷尔蒙响应的感觉神经元中的cGMP信号通路;二是感觉神经元中的TGF-β信号通路,其产生的效应是相应受体和下游靶细胞的激活。第三种是在不同组织中都起关键作用的胰岛素信号通路。另外,有研究显示hid-1的高温诱导表型会被daf-16的突变体所抑制,由于daf-16是胰岛素信号通路里的转录因子,这提示我们HID-1很可能是在高温诱导休眠这一过程的胰岛素信号通路中起作用。除此之外,HID-1还有其它多种表型,例如运动失调和排泄缺陷。这些都暗示了HID-1在囊泡转运或者释放中起重要作用。我们的研究结果也显示HID-1的确是影响囊泡功能的重要蛋白。我们发现HID-1的缺失通过影响对囊泡成熟起关键作用的剪切酶而使囊泡内容物发生改变。
此外,hid-1基因编码一个高度保守蛋白,在果蝇,啮齿类和人中都只有一个同源物,并且同源度非常高。通过一些生物信息学软件预测到的结果是HID-1含有多个跨膜区域,没有已知的功能域。为了探索HID-1精确的分子机制,我们第一次证实了HID-1的表达谱,亚细胞定位及哺乳动物细胞的HID-1蛋白的一些分子性质。首先,我们表明HID-1主要表达在分泌性细胞中,在大鼠胰腺β细胞传代细胞系中HID-1呈高尔基体样分布。接下来,我们用多个高尔基体定位的蛋白来判断HID-1主要位于medial-和trans-高尔基体上,并且其对BrefeldinA(BFA)敏感。同时,我们也用了各种方法证明HID-1锚定在高尔基体上,并在胞浆和高尔基体之间动态运动。最后,我们发现HID-1的保守的N端豆蔻酰化位点对于其锚定在高尔基体起重要作用。