GOLPH3介导的高尔基体滞留的分子调控机制及其生理作用

《Nature Communications》：Molecular regulation and physiological role of GOLPH3-mediated Golgi retention

　　

摘要

高尔基体是生物合成途径中的核心枢纽，前向和逆向运输过程在此交汇。长期以来，关于货物蛋白以及高尔基体驻留蛋白如何通过这一细胞器一直存在争议。最近的研究发现，在囊泡成熟过程中，存在一种分子机制能够将这些驻留蛋白分选到逆向运输的COPI囊泡中。高尔基体磷酸蛋白3（GOLPH3）是这一机制的关键组成部分；然而，其生理功能及其调控机制仍不明确。本研究显示，小鼠中GOLPH3的缺失会改变蛋白质和脂质的糖基化过程，导致胚胎部分致死，并严重损害生长和骨骼矿化。在分子水平上，我们发现GOLPH3受到功能拮抗的S-酰基化修饰的调控，这些修饰控制着其膜结合的拓扑结构。为了促进高尔基体驻留糖基转移酶的逆向运输，GOLPH3必须与其胞质尾部结合。这种结合通过一个带负电荷的表面区域实现，而该区域仅在高尔基体处于特定S-酰基化构象时才能正确对齐。综上所述，这些发现揭示了一种由脂质介导的高尔基体内运输调控机制，并强调了GOLPH3在脊椎动物发育中的关键作用。