生物通报道  来自复旦大学和香港科技大学的研究人员在新研究中深入解析了细胞不对称分裂过程中，关键蛋白质复合物中一个重要组件LGN的晶体结构，从而为细胞不对称分裂这一干细胞和肿瘤生物学研究中的热点领域提出了新的见解。这一研究成果近期公布在Cell出版社旗下刊物《Structure》杂志上。

复旦大学的王文宁(Wenning Wang)教授和香港科技大学的张明杰（Mingjie Zhang）教授为这篇论文的共同通讯作者。王文宁教授研究领域为结构生物学及计算生物学，主要包括神经系统信号传导和细胞极性的分子及结构基础，膜蛋白的构像变化动力学及生物功能等。张明杰教授的研究方向是神经细胞讯号传导及神经发育的结构生物学和生物化学机理，曾取得了一系列成果，对于治疗神经系统衰退的疾病，如中风及老年痴呆症等，有着极为重要的影响。2011年当选为中科院院士。

多细胞生物的发育是从一个受精卵分化成各种不同类型细胞的过程。细胞多样性形成的基础是细胞的不对称分裂。细胞不对称分裂是指母细胞在分裂过程中将细胞命运决定因子（蛋白质，RNA）不对称分配到两个子细胞中，产生两个不同命运的子细胞。对于细胞不对称分裂的研究是近年来干细胞和肿瘤生物学研究的热点领域之一。

之前的研究表明衔接蛋白mInscuteable (mInsc) 连接的NuMA/LGN/Gαi蛋白质复合物参与了调控纺锤体定向，在细胞的不对称分裂过程中发挥至关重要的作用。LGN借助着N末端的TPR 模体与mInsc和NuMA结合，通过C末端的GoLoco (GL)模体与Gαi结合。

在这篇文章中，研究人员证实LGN的GL模体和TPR模体之间存在相互作用。LGN的2个连串GL模体形成了最小的TPR模体结合单位。这两个GL模体GL12和GL34能够分别与N末端的TRP模体TPR0-3和TPR4-7结合。通过获得截短LGN的晶体结构揭示，GL34形成了一对平行的α螺旋，与TPR4-7的凹面结合，由此阻止了LGN结合其他的靶标。并且，研究人员证实GLs结合TPR模体的模式不同于GL与Gα的模式。

此外，研究人员还证实在LGN参与的非受体依赖性的G蛋白信号传导通路中，Gαi-GDP结合LGN不仅将LGN招募到了细胞皮质，并且帮助LGN松开了它的自抑制构象，由此促进了NuMA/LGN/Gαi蛋白质复合物形成。

这些研究发现为研究人员人员更深入地了解细胞不对称分裂机制提供了新的研究数据。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

An Autoinhibited Conformation of LGN Reveals a Distinct Interaction Mode between GoLoco Motifs and TPR Motifs

LGN plays essential roles in asymmetric cell divisions via its N-terminal TPR-motif-mediated binding to mInsc and NuMA. This scaffolding activity requires the release of the autoinhibited conformation of LGN by binding of Gαi to its C-terminal GoLoco (GL) motifs. The interaction between the GL and TPR motifs of LGN represents a distinct GL/target binding mode with an unknown mechanism. Here, we show that two consecutive GL motifs of LGN form a minimal TPR-motif-binding unit. GL12 and GL34 bind to TPR03 and TPR47, respectively. The crystal structure of a truncated LGN reveals that GL34 forms a pair of parallel α helices and binds to the concave surface of TPR47, thereby preventing LGN from binding to other targets. Importantly, the GLs bind to TPR motifs with a mode distinct from that observed in the GL/GαiGDP complexes. Our results also indicate that multiple and orphan GL motif proteins likely respond to G proteins with distinct mechanisms.
 
作者简介：

张明杰

香港科技大学生物化学系讲座教授
从事的学科领域: 生命科学与生物技术

主要研究方向: 神经系统结构生物学、NMR、X-ray

现在进行的研究课题: 神经细胞信号传导及发育的结构生物学

获成果/奖励情况:
国家杰出青年基金
The Croucher Foundation Senior Fellow Award（2003）
2006年国家自然科学奖二等奖

主要学术贡献创新思想:
张明杰博士1988年复旦大学化学系本科毕业，1993年加拿大Calgary大学生物学系获生物化学博士学位。1994－1995于加拿大安大略癌症研究所从事博士后研究。1995年起任香港科技大学生物化学系助理教授。现为香港科技大学生物化学系讲座教授。研究领域为神经细胞讯号传导及神经发育的结构生物学和生物化学机理。他的调控神经细胞信号传递及神经系统发育的一系列蛋白质的结构和功能的研究成果，对于治疗神经系统衰退的疾病，如中风及老年痴呆症等，有着极为重要的影响。近年来在Cell, Science, Nature Struct. Biol., Mol Cell, EMBO J., PNAS等杂志发表论文100余篇。仅2011年就发表了1篇Cell, 1篇Science， 2 篇 Mol Cell, 1篇PNAS, 1篇EMBO J. 其培养的学生和博士后有很大一部分已经在世界各地建立了他们独立的研究组。

王文宁
博士，复旦大学化学系教授，复旦大学生物医学研究院兼职PI。1990年于复旦大学化学系获学士学位。1996年于复旦大学化学系物理化学专业获理学博士学位。1995年12月-1996年3月于日本分子科学研究所从事博士后研究。2002年2月-2003年8月于香港科技大学生物化学系任访问学者。研究领域：结构生物学及计算生物学，主要包括神经系统信号传导和细胞极性的分子及结构基础，膜蛋白的构像变化动力学及生物功能等。

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