囊泡运输对于真核细胞内蛋白质和脂质的正确分布至关重要。这一过程依赖于外壳系统(包括衔接蛋白-网格蛋白复合物)将货物选择性掺入运输载体。尽管货物识别的分子基础已被充分确立,但货物对外壳组装的直接贡献程度仍不完全清楚。
2026年9月28日,我校华西第二医院贾大教授作为共同通讯在Cell在线发表题为“Cargo crosslinking nucleates AP-1 lattice formation”的研究论文。该研究通过冷冻电镜解析AP-1复合物与串联分选基序货物的结构,发现货物蛋白可桥接两个AP-1复合物形成μ1-σ1界面,驱动接头蛋白寡聚化与网格蛋白笼组装,该界面对货物运输和斑马鱼神经发育至关重要。

囊泡运输是真核细胞的基本组织原则,确保蛋白质和脂质在细胞内区室之间的准确分布,从而维持细胞稳态、信号传导、免疫和发育。这一过程的核心是进化保守的外壳系统(包括衔接蛋白-网格蛋白复合物、逆转录体、外壳蛋白复合物I(COPI)和外壳蛋白复合物II(COPII))将货物选择性包装进入运输中间体。这些外壳发挥双重功能:它们机械性地使膜变形以生成载体,同时编码决定货物选择、囊泡身份和运输方向性的分子逻辑。
衔接蛋白和外壳蛋白作为整合平台,将膜脂质、小GTP酶和分选信号偶联至囊泡生物发生。遗传和生化研究已牢固确立,囊泡外壳组装或货物识别缺陷直接导致广泛的人类疾病,从神经退行性疾病和代谢综合征到癌症和病原体感染。尽管对外壳招募和调控的机制有了广泛了解,但一个核心概念问题仍未解决:货物分子仅仅是被预组装外壳捕获的被动底物,还是能够主动参与塑造外壳本身的结构和组装?

机理模式图
在此,研究人员展示了人AP-1复合物与含有串联分选基序的货物结合时的冷冻电镜(cryo-EM)结构,分辨率分别为3.5和4.0 Å。这些结构揭示,一个携带串联基序的单一货物分子可通过一个此前未被识别的μ1-σ1复合物间界面桥接两个相邻的AP-1复合物,从而促进衔接蛋白寡聚化。关键的是,该界面有助于高效的AP-1-网格蛋白笼组装、货物运输和斑马鱼神经元发育。总之,这些发现支持一种模型,即货物参与可在生理条件下促进高级衔接蛋白组装,补充了既有的外壳驱动机制。
原文链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)01124-4