程亦凡博士Nature发表重要成果

　　

生物通报道： 真核细胞的许多生理过程都需要膜融合，包括蛋白和膜运输、激素分泌和神经传递。进化保守的SNARE蛋白在膜融合过程中起到了关键性作用。特定组合的SNARE蛋白位于相对的膜上，这些蛋白形成稳定的四螺旋束（SNARE复合体）为膜融合提供能量。SNARE蛋白的组合取决于囊泡和靶膜的类型。

细胞循环利用SNARE蛋白需要ATPase NSF（N-ethylmaleimide sensitive factor）和SNAP（soluble NSF attachment protein）起作用。ATPase NSF和SNAP能利用ATP水解的能量，将融合后的SNARE复合体拆开，为下一轮膜融合提供单体形式的SNARE蛋白。

人们将NSF、SNAP和SNARE复合体的结合称为20S超复合体。此前，科学家们已经解析了20S超复合体中的一些结构，比如一些SNARE复合体、SNAP、NSF结构域D2和N的晶体结构。然而，这些研究获得的分辨率比较低，人们还不清楚20S超复合体的详细分子结构。

日前，加州大学和斯坦福大学的研究团队利用单颗粒冷冻电镜（cryo-EM），分析了全长NSF在不同状态下（ATP结合和ADP结合）的结构，分辨率分别达到4.2 Å和7.6 Å。此外，他们还明确了两种20S超复合体（包含不同的SNARE底物）的分子结构，分辨率为7.6 - 8.4 Å。这项研究发表在一月十二日的Nature杂志上，文章的通讯作者是加州大学的程亦凡（Yifan Cheng）和斯坦福大学的Axel T. Brunger。

程亦凡是加州大学旧金山分校的副教授，他原本是物理学博士，后来改用物理学方法研究生物问题。 近来，程亦凡在冷冻电镜方面取得了突破性成果，受到了广泛的关注。（延伸阅读：将冷冻电镜的分辨率推向极限）

这项研究显示，NSF的两种状态存在较大的构象差异。定向诱变实验表明，SNAP、SNARE和NSF的分子界面在复合体拆分中起到了重要作用，而且这些界面的识别是以静电模式为基础的。研究人员根据这些发现，推测了SNARE复合体拆分的分子机制。

作者简介：

程亦凡 美国加州大学旧金山分校副教授

教育经历：1982年 武汉大学物理系 学士；1987年 武汉大学物理系 硕士；1991年 中科院物理所博士；

部分工作经历：2006年-2012年 加州大学旧金山分校 助理教授；2012年至今 加州大学旧金山分校 副教授

 

生物通编辑：叶予

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