双手机制伴侣蛋白MEA1对AP1适配体组装的调控

Regulation of AP1 adaptor assembly by the bi-handed chaperone MEA1.

作者信息Chun Wan, Jingyi Wu, Yan Ouyang, Harrison Puscher, Yuan Tian, Suzhao Li, Qian Yin, Jingshi Shen
PMID41559075
发布时间2026-01
DOI10.1038/s41467-026-68662-3

实验完整度

高

多层级验证:HEK 293T/HeLa/RPE1细胞模型、CRISPR-Cas9敲除、体外重组蛋白pull-down、AlphaFold结构预测及体内STING信号功能验证。

主要模型

HEK 293T细胞 HeLa细胞 RPE1细胞 E. coli重组蛋白表达系统

重点核对

MEA1 KO和AP1G1 KO细胞中AP1亚基蛋白水平及表面FOLR1流式检测 diABZI处理2小时后STING/TBK1磷酸化水平及CCV中货物蛋白免疫印迹 E. coli共表达MEA1与μ1/β1后镍珠或谷胱甘肽珠pull-down检测可溶性蛋白 体外GST-γ:σ1:AAGAB与MEA1:μ1:β1孵育后pull-down检测AP1四聚体形成及伴侣释放 AlphaFold预测结合界面并经点突变(L73、V141、K142、T144、M145等)验证

摘要

反式高尔基体网络(TGN)与内溶酶体区室之间的双向运输位于生物合成与降解途径的交汇点。该运输途径的核心是适配体蛋白复合物1(AP1),这是一种货物识别和囊泡出芽所必需的异源四聚体。在此,我们发现Male-Enhanced Antigen 1(MEA1),一种先前未表征的蛋白,是关键的AP1调控因子。MEA1缺失导致AP1亚基耗竭和AP1依赖货物的运输受损。机制上,MEA1作为双手机制伴侣蛋白,同时结合并稳定AP1的μ1和β1亚基。MEA1稳定的μ1和β1与另一双手机制伴侣蛋白Alpha- and Gamma-Adaptin Binding Protein(AAGAB)稳定的γ和σ1亚基碰撞,导致四聚体AP1适配体形成并释放两种伴侣蛋白。这些发现确定MEA1为关键AP1调控因子,并揭示了一种可能普遍适用于多蛋白复合物组装的双伴侣碰撞机制。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
MEA1是否为AP1适配体复合物的组装调控因子,以及其与已知伴侣蛋白AAGAB如何协同调控AP1组装?
核心机制
MEA1作为双手机制伴侣蛋白,其NTD结合并稳定μ1、CTD结合并稳定β1;MEA1:μ1:β1与AAGAB:γ:σ1碰撞形成AP1四聚体,触发两种伴侣蛋白释放。
主要证据
MEA1 KO导致AP1四亚基耗竭和FOLR1表面累积、STING信号终止缺陷;E. coli重组蛋白pull-down证实MEA1直接结合并稳定μ1/β1;体外重构显示GST-γ:σ1:AAGAB招募μ1/β1并伴随MEA1和AAGAB释放;AlphaFold结构预测及点突变验证结合界面。
研究意义
确定MEA1为AP1关键调控因子,揭示双伴侣碰撞机制可能代表多亚基复合物组装的普遍原则,并提出CAPA(伴侣辅助适配体蛋白组装)通路。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

鉴定MEA1为AP1相互作用蛋白

筛选和验证与AP1亚基相互作用的候选蛋白

从BioGRID获取候选互作蛋白,经亚细胞定位和组织分布过滤后,用AlphaFold虚拟筛选预测与AP1亚基界面;通过co-IP验证3×FLAG-MEA1与HA-μ1/β1结合及内源性蛋白互作。

2

验证MEA1对AP1依赖货物运输和STING信号终止的功能

确定MEA1是否AP1功能所必需

MEA1 KO和AP1G1 KO细胞中检测FOLR1表面水平、diABZI刺激后STING/TBK1磷酸化水平以及CCV中货物蛋白含量。

3

检测MEA1缺失对AP1复合物完整性的影响

探究MEA1调控AP1功能的分子机制

MEA1 KO细胞中免疫印迹检测AP1四亚基表达、共聚焦成像检测γ亚基定位、MEA1回补实验及AP2-AP5亚基水平检测。

4

验证MEA1选择性结合并稳定μ1和β1

确定MEA1是否作为组装伴侣蛋白直接结合并稳定特定AP1亚基

co-IP检测MEA1与AP1各亚基结合特异性;E. coli中共表达MEA1与GST-γ、GST-β1、GST-μ1或GST-σ1,通过谷胱甘肽或镍珠pull-down检测可溶性蛋白。

5

解析MEA1双结构域识别μ1和β1的结构基础

确定MEA1的NTD和CTD分别与μ1和β1结合

AlphaFold预测MEA1-NTD:μ1和MEA1-CTD:β1结构;E. coli中表达MEA1 FL/NTD/CTD与μ1或β1进行pull-down;co-IP验证;点突变验证关键界面残基。

6

体外重构MEA1和AAGAB协同促进AP1组装

验证双伴侣碰撞模型及AP1四聚体形成与伴侣释放的偶联

E. coli中纯化GST-γ:σ1:AAGAB三元复合物固定于谷胱甘肽珠,加入表达MEA1、μ1、β1的E. coli裂解液,37°C孵育不同时间后免疫印迹检测结合蛋白。

7

验证MEA1和AAGAB在细胞内的胞质定位及与AP1分离

验证伴侣蛋白在胞质中发挥作用且不随成熟AP1结合膜组分

共聚焦和SIM超分辨成像检测MEA1、AAGAB与AP1共定位;细胞分级分离检测各蛋白在胞质和膜组分的分布。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
胎牛血清SigmaF0926
青霉素/链霉素Corning130-002-CI
pLenti-CRISPR-V2载体Addgene52961
pAdVAntagePromegaE1711
pCMV-VSV-GAddgene8454
psPAX2Addgene12260
嘌呤霉素Sigma-AldrichP8833
潮霉素BThermo Fisher Scientific10687010
PE标记抗FOLR1抗体BioLegend908304
Accutase细胞解离液----
抗FLAG M2抗体Sigma-AldrichF1804
Alexa Fluor 488标记二抗Thermo Fisher ScientificA11008
抗γ-adaptin抗体SigmaA4200
抗小鼠Alexa Fluor 568标记二抗Thermo Fisher ScientificA11004
抗β1-adaptin抗体ProteinTech16932-1-AP
抗兔Alexa Fluor 568标记二抗Thermo Fisher ScientificA11011
CF405标记刀豆蛋白ABiotium29074
Hoechst 33342----
多克隆抗MEA1抗体Bethyl LaboratoriesA305-779A
多克隆抗STING抗体Proteintech19851-1-AP
单克隆抗磷酸化STING抗体(Ser366)Cell Signaling Technology19781
单克隆抗磷酸化TBK1抗体(Ser172)Cell Signaling Technology5483
多克隆抗网格蛋白重链抗体Cell Signaling Technology2410
多克隆抗γ抗体Bethyl LaboratoriesA304-771A
多克隆抗μ1抗体MyBioSourceMBS712215
多克隆抗σ1抗体Bethyl LaboratoriesA305-396A
单克隆抗α-adaptin抗体BD Biosciences610502
多克隆抗β2抗体Bethyl LaboratoriesA304-719A
单克隆抗μ2抗体BD Biosciences611350
多克隆抗σ2抗体Abcamab128950
单克隆抗δ抗体DSHBSA4
单克隆抗ε抗体BD Biosciences612018
单克隆抗ζ抗体Thermo Fisher Scientific66533-1-IG
单克隆抗α-tubulin抗体DSHB12G10
HRP标记抗兔抗体Sigma-AldrichA6154
HRP标记抗小鼠抗体Sigma-AldrichA6782
HRP标记抗FLAG M2抗体Sigma-AldrichA8592
HRP标记抗HA抗体Roche12013819001
蛋白A/G琼脂糖珠Santa Cruz BiotechnologySC-2003
diABZISelleckchemS8796
BL21(DE3)大肠杆菌Stratagene230132
异丙基-β-D-硫代半乳糖苷GoldBioI2481C100
谷胱甘肽珠Thermo Fisher ScientificPI16101
镍珠Thermo Fisher ScientificPI-88222
pGEX-4T-3载体GE Healthcare--
SHC003BSD-DelGFP载体Addgene133301

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
MEA1与AP1亚基相互作用验证
细胞系(HEK 293T)、转染质粒组合、抗FLAG抗体免疫沉淀、免疫印迹检测
阅读提示:Methods免疫印迹和免疫共沉淀部分;Fig. 1d–f图注
FOLR1表面运输及STING信号终止功能检测
HeLa和RPE1细胞、MEA1 KO和AP1G1 KO、diABZI 2.5 μM处理2小时、流式细胞术约5,000细胞/样本、生物学三重复
阅读提示:Methods流式和CCV分离部分;Fig. 2c–g图注
MEA1结构域与μ1/β1结合验证
MEA1-NTD a.a. 1–90、CTD a.a. 121–185;μ1 a.a. 170–423;β1 core a.a. 1–584;E. coli BL21(DE3)表达、1 mM IPTG 37°C 3小时诱导
阅读提示:Methods重组蛋白表达和pull-down部分;Fig. 5a–g图注
体外AP1组装重构
GST-γ:σ1:AAGAB三元复合物、MEA1:μ1:β1裂解液、37°C孵育时间点、谷胱甘肽珠pull-down、免疫印迹检测
阅读提示:Methods重组蛋白表达和pull-down部分;Fig. 6a–c图注
细胞内定位与细胞分级分离
ALFA-MEA1/抗ALFA纳米体、3×FLAG-AAGAB/抗FLAG抗体、β1抗体染色、超速离心260,000×g 30分钟、SIM成像100×油镜
阅读提示:Methods免疫染色和细胞分级分离部分;Fig. 6e–i图注