CNS前沿文献追踪 – 从相变的视角去看TCR信号

2020
04/23

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德泉兴业
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这篇文章比较早,是2016年的,为什么整理分享这么老的文章呢?是为了说明新的视角去看老问题。

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相变是细胞内蛋白等分子在发挥功能时的一种组织形式,是看待细胞内分子行为的另外一种视角,我们已经分享了两篇关于相变的文章,分别是看相变如何影响泛素化和蛋白翻译,这次分享的文章是看TCR信号传导过程中的相变,具体内容如下:

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先给我们讲的是LAT-Grb2-Sos1这一段信号,作者在体外构建了这一段信号体系:讲磷酸化的LAT(pLAT)装在磷脂双分子层上,而后加入Grb2和Sos1(注意pLAT、Grb2、Sos1之间的互作位点)镜下观察,发现蛋白聚集成簇,加入磷酸酶PTP1B后蛋白簇逐渐消失

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未磷酸化的LAT加入Grb2、Sos1后形成蛋白簇;pLAT、Grb2、Sos1三者凑齐才能成簇;蛋白簇的尺寸和Grb2、Sos1的量相关;pLAT、Grb2、Sos1三者共定位于蛋白簇


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LAT下面还有Gads和SLP-76这段,Gads、SLP-76结构和Grb2、Sos1有差异,单单Gads、SLP-76和pLAT不足以成簇,需要添加富含SH3结构域的Nck才能成簇(SH2结合磷酸化位点,SH3之间相互结合)

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看蛋白簇的性质 - 是相变液滴:FRAP发现分子可进行运动交换;液滴之间可以融合


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相变了,对吧,该讨论相变的“构效”关系了:Grb2缺失SH3结构域后,相变现象消失(其实前面Gads、SLP-76、pLAT需要富含SH3结构域的Nck才能相变就暗示了SH3结构域的作用)

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这个相变是多蛋白参与的,都要看看,所以再看看LAT对相变的“构效”:LAT上磷酸化位点对于相变很重要


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细胞外的生化实验说明了会发生相变并进行了“构效”讨论,细胞内再做一下:FRAP和LAT突变实验说明在细胞内LAT信号也存在相变行为

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相变有啥用呢?促进信号传导:Jurkat T细胞用OKT3激活ERK信号,检测ERK磷酸化,发现当相变高的突变型ERK磷酸化高,相变低的突变型ERK磷酸化低 – “构效”讨论的结果用于指导相变功能研究

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LAT这一段信号研究完了,往上捣,TCR信号激活后Lck磷酸化CD3ζ(CD45有磷酸酶活性),磷酸化的CD3ζ召集ZAP70,ZAP70磷酸化LAT,pLAT引起下面的信号,细胞外生化实验模拟(Input: CD45-SNAP-TMR, Lck, CD3ζ, LAT-Alexa647, ZAP70-505-Star, Grb2, Sos1):ATP触发信号后,ZAP70和LAT聚簇,CD45被挤走


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是相变液滴挤走的CD45,液滴和CD45“互斥”- 没有CD45时相变液滴更易形成

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 为啥相变液滴和CD45互斥呢?作者找到了原因 - 电荷:SNAP蛋白不会被排斥,突变加上负电性的Glu(E)后则被排斥,加上正电性的Arg(R)后,则聚集到了相变液滴上(对GFP干了类似的事)


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把互斥这事深化一下:相变成簇有助于抵抗CD45的去磷酸化作用,相当于利于信号传导 – 又挖出一条相变的意义

 LAT往上捣,捣出点故事,再往下捣捣:pLAT-Gads-SLP76信号形成后召集Nck(前面出现过,有它和pLAT、Gads、SLP76一起在体外才能相变),Nck再召集N-WASp,N-WASp召集Arp2/3,引起微丝聚合,体外构建的生化实验模型观察到了这一系列蛋白行为

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微丝聚合对于相变行为有何影响呢?能够改变相变液滴形态(加入latrunculin拉春库林抑制微丝聚合后液滴形态恢复)

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往微丝聚合挖也是为了相变这个主题,Nck处在通路的中间,可影响微丝的聚合,这篇文章中相变行为的核心是LAT,把相变和微丝聚合再扯上关系:pLAT有助于Nck相变,Nck的相变有助于微丝聚合

这篇文章比较早,是2016年的,为什么整理分享这么老的文章呢?是为了说明新的视角去看老问题就足以引发兴趣……我们之前分享过三篇用新技术去看老问题的文章,一篇是SIM超分辨看DNA损伤修复过程中的γH2AX,另一篇是SIM超分辨看减数分裂,最后一篇看的是和这次分享内容相同的TCR信号,有意思……

Su, X, Ditlev, J. A, Hui, E, et al. Phase separation of signaling molecules promotes T cell receptor signal transduction[J]. Science, 2016.

附上那三篇文章的链接:

γH2AX https://mp.weixin.qq.com/s/6MojV-lcZgWjyMNrerapUA

Francesco Natale, Alexander Rapp, Wei Yu,w, Andreas Maiser, Hartmann Harz, et al. Identification of the elementary structural units of the DNA damage response [J]. Nature Communications, 2017.

减数分裂 https://mp.weixin.qq.com/s/cePZ0-fQfqtWVQKvGnJHdA

Woglar A , Villeneuve A M . Dynamic Architecture of DNA Repair Complexes and the Synaptonemal Complex at Sites of Meiotic Recombination[J]. Cell, 2018

TCR信号 https://mp.weixin.qq.com/s/1zKnTiiasQX0VXiJUutAtg

Jason Yi, Lakshmi Balagopalan, Tiffany Nguyen, Katherine M. McIntire & Lawrence E. Samelson. TCR microclusters form spatially segregated domains and sequentially assemble in calciumdependent kinetic steps [J]. Nature Communications. 2019.

作者:于博士(qianle522568)理学博士,2014年毕业于首都医科大学药学院,一直从事流式细胞仪、细胞成像类产品应用支持工作,持续更新“CNS前沿文献追踪”系列文章60余篇,熟悉肿瘤免疫、细胞生物学相关前沿进展,擅长实验方案设计、疑难问题解答,此文章为原创文章,请勿私自如有需要留言

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