解析RIM1亚结构域形成相凝聚物的倾向

《Scientific Reports》：Dissecting the propensity of RIM1 subdomains to form phase condensates

　　

摘要

越来越多的证据表明，液-液相分离现象可能通过生物分子凝聚体来调控突触小泡以及突触前末梢的活性区蛋白质的排列。一种蛋白质的液-液相分离倾向由结构无序性、氨基酸组成、多价相互作用等内在因素以及翻译后修饰的调控作用决定，这凸显了需要在细胞环境中系统研究那些能够形成凝聚体的区域。在此，我们利用成熟的基于细胞的过表达检测方法，系统研究了活性区蛋白RIM1的凝聚特性，发现虽然全长RIM1在我们的检测中表现出最强的凝聚倾向，但长度约为250个氨基酸的片段在HEK细胞中也能形成类似凝聚体的结构。除四个片段外，这些片段在细胞内液滴中的富集程度与其长度存在定量相关性。我们确定了一个最小区域，该区域在每个细胞中的含量和体积方面都能很好地再现全长RIM1的典型特征，这个区域包括锌指结构域、内在无序区域1、脯氨酸丰富结构域1、PDZ结构域和C2A结构域，还有两个不参与凝聚的区域，即包含PRM2和IDR2的序列或从PRM1到C2A结构域末端的序列。与体外实验结果不同，RIM-BP2仅在RIM1表达水平较低时才能促进全长RIM1的相凝聚，并且对不同截短的RIM1突变体的相凝聚能力有着不同的影响。总体而言，我们的研究明确了不同RIM1序列片段的相凝聚行为，同时表明蛋白质在相凝聚体中的富集程度会随着片段长度的增加而呈指数级上升。