第一腺嘌呤核苷二磷酸核醣化因子相似蛋白於酵母菌 之功能性探討

Abstract

從酵母菌乃至哺乳類動物,腺嘌呤核苷二磷酸核糖化相似因子 (Arf-like protein,Arl) 在細胞體內扮演著調控囊泡運輸的功能。而在釀酒酵母中,第一腺嘌 呤核苷二磷酸核糖化相似因子 (Arl1) 負責上招募高爾基體蛋白 Imh1 至反式高爾 基氏體網路 (trans-Golgi network)已為人所知;然而,其下游的運輸貨物以及功能 在先前的報導中並未獲得詳盡的研究。在我們先前的研究中發現,當細胞遭遇未折 疊蛋白反應時,細胞會促進 Arl1 以及其下游 Imh1 的活化,但是當時我們並未探 究其中作用的機轉以及 Arl1 和 Imh1 被活化的目的。在本篇研究中,我們發現當 細胞遭遇未折疊蛋白反應時,被活化的 Arl1 以及 Imh1 會 Sft2 一起調控細胞中的 囊泡運輸。另外,我們發現這樣的機制與 GARP 所主導的反向運輸無關。反之, 我們的研究指出,Imh1 和 Sft2 會一起調控 v-SNARE 蛋白 Snc1 的正向運輸。當細 胞裡缺乏 Imh1 或是 Sft2 時,Snc1 會卡在反式高爾基氏體網路而無法送達至細胞 膜。總結本篇,我們的研究意謂著細胞囊泡運輸系統在內質網壓力下的重要性。更 多的是,我們找到了當細胞遭遇未折疊蛋白反應時,Imh1 以及 Sft2 在囊泡運輸的功能。

ADP-ribosylation factors-like protein 1 (Arl1) is an important regulator of intracellular vesicular trafficking in organisms ranging from yeast to mammals. In Saccharomyces cerevisiae, Arl1 recruits its effector Imh1 to the trans-Golgi network (TGN). However, the downstream cargo or function of Arl1-Imh1 is still unclear. According to previous studies, Unfolded-Protein Response (UPR) promotes the activation of Arl1 and thus recruits Imh1 to the Golgi, but its downstream effect upon UPR remains to be elucidated. In this study, we validate that activated Imh1 recruits Sft2 to the TGN, which is involved in vesicular transport when cells confront UPR. Moreover, we found out that this regulation is independent of GARP complex recruitment, a complex important to retrograde trafficking. In contrast, Imh1 and Sft2 mediate the anterograde of v-SNARE protein Snc1 that is stuck in TGN in the absence of Imh1 or Sft2 upon UPR. Together, our study demonstrates the specific function of golgin Imh1 and Sft2 in trafficking machinery when cells encounter UPR.