锥虫ESCRT-I复合体组成及候选ESCRT-0类似物Tom1的功能与进化意义

《BMC Biology》：The trypanosome ESCRT system possesses both novel components and under-recognised pan-eukaryotic features

　　

摘要

背景

内吞作用负责膜表面受体的周转、转运体以及信号转导的调节等功能，是几乎普遍存在于真核细胞中的过程，但不同谱系之间在功能和组成上存在相当大的差异。在锥毛虫鞭毛虫，特别是布氏锥虫和克氏锥虫中，已描述了多种参与网格蛋白介导内吞作用的成分。转运所需的内体分选复合体（ESCRT）系统是一种多亚基蛋白质组装体，负责协调内吞作用的后期步骤以及泛素化蛋白的分选。动物和真菌中ESCRT-0亚复合体的进化是一个重大的进化转变，该亚复合体参与底物识别和膜结合。

结果

我们研究了锥虫ESCRT-I亚复合体的组成以及一种候选ESCRT-0类似物。首先，我们鉴定了两种新型的锥虫特异性Vps23相互作用蛋白，表明锥虫的ESCRT-I亚复合体是一种异源五聚体复合体。此外，我们发现泛真核生物含有的VHS结构域蛋白Tom1与TbVps23共定位，并与第二种专属于锥毛虫门蛋白"Jerry"相互作用。携带标记TbTom1或TbJerry的细胞表现出鞭毛小窝尺寸增大，表明对内吞作用有影响。我们进一步提供了ESCRT系统内进化灵活性的证据，扩展了锥虫内吞复合体中组成差异的认识。Tom1广泛存在于真核生物中，并在此被建议作为祖先VHS-GAT结构域蛋白。

结论

提供了Tom1在第四类真核生物超群ESCRT系统中发挥作用的证据，表明Tom1（而非Vps27/STAM）可能是泛真核生物早期ESCRT机制的一部分。此外，我们发现了锥虫ESCRT系统中的额外成分，表明这一高度可塑性系统中正在持续进行特化。