TARDNA结合蛋白43与泛素体外共相分离机制初步研究

作     者：何立娟 周丽洁 葛英为 张令强 HE Lijuan;ZHOU Lijie;GE Yingwei;ZHANG Lingqiang

作者机构：军事科学院军事医学研究院生命组学研究所医学蛋白质组全国重点实验室北京100850 

出 版 物：《军事医学》 (Military Medical Sciences)

年 卷 期：2024年第48卷第2期

页      面：81-87页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 1002[医学-临床医学] 07[理学] 100204[医学-神经病学] 10[医学] 

主　　题：TARDNA结合蛋白43 泛素 相分离 聚集体 肌萎缩侧索硬化症 

摘      要：目的探究TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)与泛素共相分离的动态变化特征及机制。方法构建TDP-43全长及各结构域原核表达质粒,纯化泛素和TDP-43全长及各结构域截短体蛋白,构建泛素和TDP-43体外的相分离体系,利用荧光显微镜观测通过液-液相分离形成的液滴的动态特征。将泛素和TDP-43真核表达质粒转染入HEK293T细胞内表达,利用荧光显微镜观察TDP-43与泛素形成聚集体并通过pull-down实验检测TDP-43泛素化修饰。结果成功纯化得到泛素和TDP-43全长及各结构域截短体蛋白。体外相分离体系中发现TDP-43全长和CTD截短体蛋白能够与泛素发生共相分离,且延长孵育时间液滴最终变成流动性较差的聚集体。在细胞内共转染泛素和TDP-43质粒,二者形成不可溶的聚集体,应激条件下TDP-43能够被泛素化修饰。结论TDP-43能够与泛素蛋白发生共相分离,主要通过TDP-43的CTD结构域与泛素间的多价相互作用驱动,且该凝聚体液滴易形成流动性差的聚集体。在应激条件下,当细胞内蛋白稳态失衡时,TDP-43与泛素被募集到一起形成聚集体且聚集体内的TDP-43会被泛素化修饰。该研究揭示了TDP-43与泛素蛋白发生共相分离并发生液-固转化的基本机制。