回收内体调控中DNAJC13二聚体组装与InsP6结合的结构机制

由 root 提交于 周六, 10/17/2026 - 01:18
摘要

在内吞过程中,质膜蛋白降解与再循环之间的平衡,部分由含J结构域的大型蛋白DNAJC13/RME-8和WASH复合物调控;它们与Retromer协同作用,促进货物向再循环内体运输。尽管已开展了广泛的细胞和生化研究,DNAJC13发挥功能的结构基础及其蛋白质组学图谱仍不清楚。在本研究中,我们发现DNAJC13形成了一种出人意料的反平行同源二聚体构架,其特征是每个单体中的复合型IWN1结构域与α-solenoid ARM2结构域之间存在独特的对称相互作用。此外,两个功能未知的PH样结构域(PHL2和PHL3)毗邻结合PI(3)P的PHL1结构域,共同形成了一个此前未预料到的复合性正电荷口袋;结构分析显示该口袋被InsP6占据,质谱分析也证实了这一点。对DNAJC13相关内体进行蛋白质组学分析显示,再循环内体组分和WASH复合物均显著富集。破坏二聚体界面的突变会阻止WASH复合物募集至内体,并导致内体管状结构延长。破坏InsP6结合会削弱DNAJC13在体外与含PI(3)P囊泡的结合,以及在细胞中与转铁蛋白阳性内体的结合。我们进一步证明,DNAJC13二聚化和InsP6结合可促进黑素体成熟过程中的黑色素生成,而已知这一过程需要再循环内体参与。本研究为理解DNAJC13在再循环内体调控中的功能提供了结构和机制框架。

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内吞过程中质膜蛋白降解与再循环之间的平衡,部分由含有J结构域的大型蛋白DNAJC13/RME-8及WASH复合物调控;它们与Retromer协同作用,支持货物转运至回收内体。尽管已有大量细胞和生化研究, the

DNAJC13功能的结构基础和蛋白质组图谱仍未明了。在此,我们发现,DNAJC13形成了一种出乎意料的反平行同源二聚体结构,其中每个原聚体的复合型IWN1结构域与α螺旋重复序列ARM2结构域之间存在独特的对称相互作用。此外,两个功能未知的PH样结构域(PHL2和PHL3)与邻近的PI(3)P结合结构域PHL1共同形成一个出乎意料的复合正电荷口袋;结构成像显示该口袋中结合有InsP6,质谱分析也证实了这一点。对DNAJC13相关内体进行蛋白质组分析后发现,回收内体组分和WASH复合物显著富集。破坏二聚体界面的突变会阻止WASH复合物被募集至内体,并导致内体形成细长管状结构。破坏InsP6结合会损害DNAJC13在体外与含PI(3)P囊泡的结合,以及其在细胞中与转铁蛋白阳性内体的结合。我们进一步证明,在黑素体成熟过程中,DNAJC13二聚化和InsP6结合促进黑色素生成;这一过程已知需要回收内体参与。本研究为理解DNAJC13在回收内体调控中的功能提供了结构和机制框架。

利益冲突声明

J.W.H.是Caraway Therapeutics(Merck Inc的子公司)的联合创始人,并担任Lyterian Therapeutics科学顾问委员会成员。所有其他作者均声明不存在利益冲突。

已声明的资助方信息

美国国立卫生研究院,

https://ror.org/01cwqze88

,NS110395

,GM132129

,NS083524

帕金森病跨领域科学计划,

000282

版权

本预印本的版权归作者/资助方所有;作者/资助方已授予bioRxiv永久展示该预印本的许可。

本预印本依据一项……许可公开。

CC-BY 4.0 国际许可协议

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关键词:DNAJC13二聚化 · InsP6结合 · 回收内体 · WASH复合物募集 · 黑素体成熟

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.28.740790v1?rss=1