北师大王友军教授Nature子刊发布蛋白质组研究新发现

　　

生物通报道   来自德州农工大学、北京师范大学和北京生命科学学院等处的研究人员报告称，他们通过绘制内质网（ER）-质膜（PM）交接处（junctions）的蛋白质组图谱，确定了STIMATE是Ca2+内流的调控因子。这一研究发现发布在8月31日的《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。

北京师范大学的王友军（Youjun Wang）教授和德州农工大学的Yubin Zhou是这篇论文的共同通讯作者。王友军主要从事钙离子通道及钙信号转导的分子机制的研究，主要研究对象是TRPC离子通道，L-型钙离子通道，Orai钙离子通道，及调控上述通道的钙感受器STIM蛋白。其中部分工作发表在Science，PNAS，和JBC等杂志上。

Ca2+离子作为细胞内重要的第二信使，有着重要的生物学效应。在高等动物细胞中，Ca2+离子浓度被精密地调控。其中，钙库控制的钙内流（Store-operated Ca2+ entry，SOCE）是非兴奋性细胞钙离子内流的主要机制，其有着重要的生物学意义，参与体内许多生理反应：细胞内钙库的充盈、酶类的激活、基因的表达、细胞活素类的释放等（延伸阅读：Cell：离子通道的“阴阳调控系统” ）。

基质交感分子1（STIM1）是一种存在于内质网上的跨膜蛋白，其最先是由于肿瘤抑制作用被人们关注，其在免疫缺陷病及多种肿瘤中起着重要的作用。近年来的研究发现STIM1对细胞钙离子内流的调控起着至关重要的作用。

免费索取Life Tech蛋白质组学产品信息

STIM1作为钙释放激活钙通道(CRAC)通道的Ca2+离子感受器感受内质网内部Ca2+离子的浓度。当内质网中Ca2+离子储量耗减时，STIM1蛋白则通过内质网区Ca2+离子结合位点感应并发挥作用，聚集并在ER-PM交接处招募ORAI1形成离子通道复合物（puncta），与ORAI1蛋白直接作用启动ORAI1蛋白形成Ca2+离子门控通道，介导Ca2+离子从细胞外直接流入细胞质，维持细胞质中的Ca2+离子浓度以保持持续Ca2+离子信号，同时也维持内质网中Ca2+离子浓度以维持内质网Ca2+离子调控的基础代谢。

在这篇新文章中，研究人员结合空间限制原位生物素标记、质谱法及基于双分子荧光互补的二次筛查，在未破坏结构完整性的情况下绘制出了活细胞中完整ER–PM交接处的蛋白质组图谱。他们的方法促使发现了一种定位在内质网的多次跨膜蛋白STIMATE是脊椎动物Ca2+内流的一个正调控因子。他们证实，STIMATE与STIM1物理互作促进了STIM1构象转换。通过遗传方法耗尽STIMATE可显著减少ER-PM交接处STIM1离子通道复合物形成，抑制Ca2+–NFAT信号。

这些研究结果推动了进一步开展遗传研究来阐明STIMATE在正常生理和疾病中所起的作用，并揭示迄今尚未进行充分探索的ER-PM交接处更多未知的功能奠定了基础。

（生物通：何嫱）

作者简介：

王友军 博士 教授 博士生导师 1997年毕业于烟台大学生化系, 获学士学位；2000年于北京大学生命科学学院获得神经生理学专业硕士学位；2007年于美国马里兰大学帕克分校获得神经与认知专业专业博士学位，期间主要从事鲎腹光感受细胞内钙信号转导的分子机制的研究。博士毕业后，在美国费城天普大学生化系Gill实验室工作了六年（三年博士后，三年助理科学家）。期间从事钙离子通道及钙信号转导的分子机制的研究，主要研究对象是TRPC离子通道，L-型钙离子通道，Orai钙离子通道，及调控上述通道的钙感受器STIM蛋白。其中部分工作发表在SCIENCE，PNAS，和JBC等杂志上。2012年被聘为北京师范大学教授，并于2013年5月正式入职北京师范大学生命科学学院抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室，并入选教育部2013年度“新世纪人才支持计划”及第五批“青年****”。

生物通推荐原文摘要：

Proteomic mapping of ER–PM junctions identifies STIMATE as a regulator of Ca2+ influx

Specialized junctional sites that connect the plasma membrane (PM) and endoplasmic reticulum (ER) play critical roles in controlling lipid metabolism and Ca2+ signalling1, 2, 3, 4. Store-operated Ca2+ entry mediated by dynamic STIM1–ORAI1 coupling represents a classical molecular event occurring at ER–PM junctions, but the protein composition and how previously unrecognized protein regulators facilitate this process remain ill-defined. Using a combination of spatially restricted biotin labelling in situ coupled with mass spectrometry5, 6 and a secondary screen based on bimolecular fluorescence complementation7, we mapped the proteome of intact ER–PM junctions in living cells without disrupting their architectural integrity. Our approaches led to the discovery of an ER-resident multi-transmembrane protein that we call STIMATE (STIM-activating enhancer, encoded by TMEM110) as a positive regulator of Ca2+ influx in vertebrates. STIMATE physically interacts with STIM1 to promote STIM1 conformational switch. Genetic depletion of STIMATE substantially reduces STIM1 puncta formation at ER–PM junctions and suppresses the Ca2+–NFAT signalling. Our findings enable further genetic studies to elucidate the function of STIMATE in normal physiology and disease, and set the stage to uncover more uncharted functions of hitherto underexplored ER–PM junctions