《Biophysical Journal》：Tau Modulates the Microtubule Protofilament Number Distribution and Structure
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本研究通过小角X射线散射、AlphaFold预测及D+软件建模，探究tau蛋白对体外微管结构的调控机制。发现FL-tau和4R-tau均改变微管 lateral 长度及纵向相互作用，促进双聚体富集（15 protofilament占比提升），稳定短微管并降低临界浓度（下降约20%）。FL-tau效果更显著，且形成非微管复合物。
Tamar Tayri-Wilk | Itai Ben-Nun | Uri Raviv
耶路撒冷希伯来大学化学研究所，Edmond J. Safra校区，Givat Ram，耶路撒冷，9190401，以色列
摘要
Tau是一种与微管相关的蛋白质，在调节神经元中微管的组织和稳定性方面起着关键作用。尽管Tau与微管的结合已被广泛认可，但其结合在稳态下的结构后果仍不甚明了。在此研究中，我们结合了小角X射线散射（SAXS）和AlphaFold预测技术，以及使用我们的D+软件进行的高分辨率建模，来探究Tau如何在体外环境中调节微管结构。我们构建了一个由纯化微管蛋白组成的动态微管最小模型系统，然后分别添加了全长Tau（FL-tau或2N4R）或含有4个重复序列的Tau片段（4R-tau）。我们采用了两种组装方法：将Tau添加到预先组装好的微管上，或将Tau与微管蛋白共同组装。分析结果表明，这两种方法在稳态下产生的微管结构非常相似。Tau以特定方式改变了微管的晶格结构：在含有15个微管蛋白亚基的微管中，Tau增加了微管蛋白二聚体的比例；而在含有14个微管蛋白亚基的微管中，Tau主要改变了微管蛋白二聚体的数量及其在微管轴向上的分布。这些结果表明，Tau促进了微管蛋白的成核并稳定了较短的微管结构，且FL-tau的这种效应比4R-tau更为显著。此外，在Tau存在的情况下，微管组装所需的微管蛋白临界浓度降低了约20%；Tau还形成了较大的非微管蛋白复合体，这些复合体可以与微管共存或包裹在微管表面。我们的研究结果表明，Tau改变了微管蛋白之间的侧向和纵向相互作用，并以一种可能与其在体内的功能相关的机制调节了微管结构。
