SNX6在胞内体到高尔基体囊泡运输中的功能研究

细胞内物质运输依赖于动力蛋白对货物的精确识别和卸载。先前我们发现SNX6作为retromer蛋白复合体亚基，被另一亚基SNX1募集到胞内体上；SNX6继而通过与dynein/dynactin动力蛋白的p150Glued亚基直接作用，将动力蛋白募集到retromer富集的胞内体膜上，从而介导胞内体到高尔基体的囊泡运输。不同细胞器膜的磷脂组分各不相同。我们发现，降低高尔基体富含的磷脂PI4P浓度改变了SNX6与SNX1及p150Glued的互作，并导致SNX6及其介导货物CI-MPR在高尔基体的分布减少，提示磷脂对动力蛋白精确释放货物有调节作用。因此我们假设PI4P调控SNX6与p150Glued的互作，从而降低动力蛋白与囊泡的结合，使动力蛋白能够在高尔基体精确卸载货物。我们将运用细胞、生化手段，证实SNX6与磷脂的互作，并检测磷脂-蛋白质互作与蛋白质-蛋白质互作之间的关系，揭示货物卸载机制。

细胞内的运输系统将大量需要运输的物质分拣、包装到膜状的囊泡结构中，利用动力蛋白（又称为分子马达molecular motor）水解ATP产生的能量驱动囊泡在微管或微丝细胞骨架充当的轨道上移动，高效精确地将各种货物定向运输到相应的亚细胞结构发挥生理功能。囊泡运输分为几个被精确调控的环节：货物识别、沿着微管轨道运输以及货物卸载。以微管细胞骨架为轨道驱动逆向运输的dynein-dynactin动力蛋白复合体中某些亚基可通过囊泡表面的介导分子特异性识别相应的货物。而当货物到达靶细胞器时，动力蛋白识别靶膜并将货物精确卸载的分子机制尚不明晰。SNX6是dynein-dynactin的货物介导分子，它通过与dynein-dynactin亚基p150Glued和retromer亚基SNX1分别直接作用，将动力蛋白复合体与retromer介导的囊泡货物连接，介导从胞内体到反式高尔基网络的逆向运输。我们发现SNX6的PX结构域不仅能与p150Glued结合，而且与高尔基体膜富含的磷脂PtdIns4P(或PI(4)P)有弱亲合力。当高尔基体膜中的PtdIns(4)P被去除后，retromer介导的囊泡货物CI-MPR在高尔基体附近区域大量积累，说明PtdIns(4)P在dynein-dynactin驱动的囊泡运输最后环节-货物卸载中具有重要的调控作用。进一步研究发现，PtdIns(4)P对SNX6和p150Glued的结合具有负调控作用，而且能够促进retromer和dynein/dynactin这两个蛋白质复合体的解离。这些结果表明高尔基体膜中的磷脂能够通过抑制动力蛋白-货物相互作用而促进动力蛋白在靶细胞器膜精确释放囊泡货物。不仅如此，我们还发现PtdIns(4)P通过抑制货物介导分子SNX4和dynein货物介导分子KIBRA之间的结合调控另一种囊泡货物transferrin及其受体从胞内体到内吞循环体的逆向运输，提示靶膜中的磷脂对动力蛋白-货物相互作用的调控可能是货物卸载的普遍机制。