• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

膜结合 Rab1 和 Rab5 激活 VPS34 激酶的结构基础。

Structural basis for VPS34 kinase activation by Rab1 and Rab5 on membranes.

机构信息

MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK.

Science for Life Laboratory, Department of Biochemistry and Biophysics, Stockholm University, Solna, Sweden.

出版信息

Nat Commun. 2021 Mar 10;12(1):1564. doi: 10.1038/s41467-021-21695-2.

DOI:10.1038/s41467-021-21695-2
PMID:33692360
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7946940/
Abstract

The lipid phosphatidylinositol-3-phosphate (PI3P) is a regulator of two fundamental but distinct cellular processes, endocytosis and autophagy, so its generation needs to be under precise temporal and spatial control. PI3P is generated by two complexes that both contain the lipid kinase VPS34: complex II on endosomes (VPS34/VPS15/Beclin 1/UVRAG), and complex I on autophagosomes (VPS34/VPS15/Beclin 1/ATG14L). The endosomal GTPase Rab5 binds complex II, but the mechanism of VPS34 activation by Rab5 has remained elusive, and no GTPase is known to bind complex I. Here we show that Rab5a-GTP recruits endocytic complex II to membranes and activates it by binding between the VPS34 C2 and VPS15 WD40 domains. Electron cryotomography of complex II on Rab5a-decorated vesicles shows that the VPS34 kinase domain is released from inhibition by VPS15 and hovers over the lipid bilayer, poised for catalysis. We also show that the GTPase Rab1a, which is known to be involved in autophagy, recruits and activates the autophagy-specific complex I, but not complex II. Both Rabs bind to the same VPS34 interface but in a manner unique for each. These findings reveal how VPS34 complexes are activated on membranes by specific Rab GTPases and how they are recruited to unique cellular locations.

摘要

脂质磷脂酰肌醇-3-磷酸(PI3P)是两种基本但不同的细胞过程(内吞作用和自噬作用)的调节剂,因此其产生需要受到精确的时空控制。PI3P 由两个都含有脂质激酶 VPS34 的复合物产生:内体上的复合物 II(VPS34/VPS15/Beclin 1/UVRAG),和自噬体上的复合物 I(VPS34/VPS15/Beclin 1/ATG14L)。内体 GTPase Rab5 结合复合物 II,但 Rab5 激活 VPS34 的机制仍不清楚,也没有已知的 GTPase 结合复合物 I。本文中,我们显示 Rab5a-GTP 将内吞复合物 II 招募到膜上,并通过 VPS34 C2 和 VPS15 WD40 结构域之间的结合来激活它。用 Rab5a 修饰的囊泡进行电子晶体断层扫描显示,VPS34 激酶结构域从 VPS15 的抑制中释放出来,并悬停在脂质双层上,准备进行催化。我们还表明,已知参与自噬的 GTPase Rab1a 招募并激活特异性自噬复合物 I,但不激活复合物 II。两种 Rab 都结合到相同的 VPS34 界面上,但结合方式是独特的。这些发现揭示了 VPS34 复合物如何通过特定的 Rab GTPase 在膜上被激活,以及它们如何被招募到独特的细胞位置。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/9258d5755195/41467_2021_21695_Fig6_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/963010296765/41467_2021_21695_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/ff005d5743fe/41467_2021_21695_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/3a048bab8d8d/41467_2021_21695_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/f3cc82f29608/41467_2021_21695_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/7c99c105ce68/41467_2021_21695_Fig5_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/9258d5755195/41467_2021_21695_Fig6_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/963010296765/41467_2021_21695_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/ff005d5743fe/41467_2021_21695_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/3a048bab8d8d/41467_2021_21695_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/f3cc82f29608/41467_2021_21695_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/7c99c105ce68/41467_2021_21695_Fig5_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f65d/7946940/9258d5755195/41467_2021_21695_Fig6_HTML.jpg

相似文献

1
Structural basis for VPS34 kinase activation by Rab1 and Rab5 on membranes.膜结合 Rab1 和 Rab5 激活 VPS34 激酶的结构基础。
Nat Commun. 2021 Mar 10;12(1):1564. doi: 10.1038/s41467-021-21695-2.
2
Beclin 1 is required for neuron viability and regulates endosome pathways via the UVRAG-VPS34 complex.Beclin 1对神经元的存活至关重要,并通过UVRAG-VPS34复合物调节内体途径。
PLoS Genet. 2014 Oct 2;10(10):e1004626. doi: 10.1371/journal.pgen.1004626. eCollection 2014 Oct.
3
NRBF2 regulates macroautophagy as a component of Vps34 Complex I.NRBF2 作为 Vps34 复合物 I 的一个组成部分调控巨自噬。
Biochem J. 2014 Jul 15;461(2):315-22. doi: 10.1042/BJ20140515.
4
A phosphatidylinositol 3-kinase class III sub-complex containing VPS15, VPS34, Beclin 1, UVRAG and BIF-1 regulates cytokinesis and degradative endocytic traffic.一个包含 VPS15、VPS34、Beclin 1、UVRAG 和 BIF-1 的磷脂酰肌醇 3-激酶 III 亚复合物调节胞质分裂和降解性内吞运输。
Exp Cell Res. 2010 Dec 10;316(20):3368-78. doi: 10.1016/j.yexcr.2010.07.008. Epub 2010 Jul 17.
5
Structure and flexibility of the endosomal Vps34 complex reveals the basis of its function on membranes.内体Vps34复合物的结构与灵活性揭示了其在膜上发挥功能的基础。
Science. 2015 Oct 9;350(6257):aac7365. doi: 10.1126/science.aac7365.
6
Beclin 1 forms two distinct phosphatidylinositol 3-kinase complexes with mammalian Atg14 and UVRAG.Beclin 1与哺乳动物的Atg14和UVRAG形成两种不同的磷脂酰肌醇3激酶复合物。
Mol Biol Cell. 2008 Dec;19(12):5360-72. doi: 10.1091/mbc.e08-01-0080. Epub 2008 Oct 8.
7
Vps34 Kinase Domain Dynamics Regulate the Autophagic PI 3-Kinase Complex.Vps34激酶结构域动力学调控自噬性PI 3激酶复合物。
Mol Cell. 2017 Aug 3;67(3):528-534.e3. doi: 10.1016/j.molcel.2017.07.003. Epub 2017 Jul 27.
8
The G-Protein Rab5A Activates VPS34 Complex II, a Class III PI3K, by a Dual Regulatory Mechanism.G蛋白Rab5A通过双重调节机制激活III类磷脂酰肌醇3激酶VPS34复合物II。
Biophys J. 2020 Dec 1;119(11):2205-2218. doi: 10.1016/j.bpj.2020.10.028. Epub 2020 Oct 31.
9
Structural pathway for PI3-kinase regulation by VPS15 in autophagy.自噬过程中VPS15对PI3激酶调节的结构途径。
Science. 2025 Apr 11;388(6743):eadl3787. doi: 10.1126/science.adl3787.
10
The VPS34 PI3K negatively regulates RAB-5 during endosome maturation.VPS34 PI3K 在内涵体成熟过程中负调控 RAB-5。
J Cell Sci. 2017 Jun 15;130(12):2007-2017. doi: 10.1242/jcs.194746. Epub 2017 Apr 28.

引用本文的文献

1
Establishment of the phagophore-ERES membrane contact site initiates phagophore elongation.吞噬泡-内质网出口位点膜接触位点的建立启动了吞噬泡的延长。
Nat Struct Mol Biol. 2025 Aug 7. doi: 10.1038/s41594-025-01621-6.
2
Building bridges for autophagy.为自噬搭建桥梁。
Nat Struct Mol Biol. 2025 Aug 7. doi: 10.1038/s41594-025-01628-z.
3
Structural insights into Beclin 1 interactions with it's regulators for autophagy modulation.对Beclin 1与其自噬调节因子相互作用的结构见解。

本文引用的文献

1
The G-Protein Rab5A Activates VPS34 Complex II, a Class III PI3K, by a Dual Regulatory Mechanism.G蛋白Rab5A通过双重调节机制激活III类磷脂酰肌醇3激酶VPS34复合物II。
Biophys J. 2020 Dec 1;119(11):2205-2218. doi: 10.1016/j.bpj.2020.10.028. Epub 2020 Oct 31.
2
UCSF ChimeraX: Structure visualization for researchers, educators, and developers.UCSF ChimeraX:面向研究人员、教育工作者和开发者的结构可视化工具。
Protein Sci. 2021 Jan;30(1):70-82. doi: 10.1002/pro.3943. Epub 2020 Oct 22.
3
Inhibition of PIKfyve kinase prevents infection by Zaire ebolavirus and SARS-CoV-2.
Comput Struct Biotechnol J. 2025 Jul 7;27:3005-3035. doi: 10.1016/j.csbj.2025.06.044. eCollection 2025.
4
Engineering a cell-based orthogonal ubiquitin transfer cascade for profiling the substrates of RBR E3 Parkin.构建基于细胞的正交泛素转移级联反应以分析RBR E3泛素连接酶帕金的底物。
iScience. 2025 Jun 17;28(7):112913. doi: 10.1016/j.isci.2025.112913. eCollection 2025 Jul 18.
5
Increased and synergistic RNAi delivery using MOF polydopamine nanoparticles for biopesticide applications.使用金属有机框架聚多巴胺纳米颗粒增强和协同递送RNA干扰用于生物农药应用。
Nat Commun. 2025 Jul 10;16(1):6384. doi: 10.1038/s41467-025-61604-5.
6
ESCRTing the RABs through conversion.通过转化来分选内体转运所需的分选复合体(ESCRT)相关蛋白(RABs)
Biochem Soc Trans. 2025 Apr 30;53(2):431-445. doi: 10.1042/BST20253007.
7
Dysregulation of Inositol Polyphosphate 5-Phosphatase OCRL in Alzheimer's Disease: Implications for Autophagy Dysfunction.阿尔茨海默病中肌醇多磷酸5-磷酸酶OCRL的失调:对自噬功能障碍的影响
Int J Mol Sci. 2025 Jun 18;26(12):5827. doi: 10.3390/ijms26125827.
8
The human autophagy-initiating complexes ULK1C and PI3KC3-C1.人类自噬起始复合物ULK1C和PI3KC3-C1。
J Biol Chem. 2025 Jun 19;301(7):110391. doi: 10.1016/j.jbc.2025.110391.
9
Rab21 recruits EEA1 and competes with Rab5 for Rabex-5 activation.Rab21招募EEA1并与Rab5竞争以激活Rabex-5。
Front Cell Dev Biol. 2025 May 30;13:1588308. doi: 10.3389/fcell.2025.1588308. eCollection 2025.
10
The Different Cellular Entry Routes for Drug Delivery Using Cell Penetrating Peptides.使用细胞穿透肽进行药物递送的不同细胞进入途径。
Biol Cell. 2025 Jun;117(6):e70012. doi: 10.1111/boc.70012.
抑制 PIKfyve 激酶可预防扎伊尔埃博拉病毒和 SARS-CoV-2 的感染。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Aug 25;117(34):20803-20813. doi: 10.1073/pnas.2007837117. Epub 2020 Aug 6.
4
Membrane characteristics tune activities of endosomal and autophagic human VPS34 complexes.膜特性调节内体和自噬的人 VPS34 复合物的活性。
Elife. 2020 Jun 30;9:e58281. doi: 10.7554/eLife.58281.
5
A non-linear system patterns Rab5 GTPase on the membrane.细胞膜上的 Rab5 GTPase 呈现出非线性系统的模式。
Elife. 2020 Jun 8;9:e54434. doi: 10.7554/eLife.54434.
6
Current developments in Coot for macromolecular model building of Electron Cryo-microscopy and Crystallographic Data.Coot 在电子冷冻显微镜和晶体学数据的大分子模型构建方面的最新进展。
Protein Sci. 2020 Apr;29(4):1069-1078. doi: 10.1002/pro.3791. Epub 2020 Mar 2.
7
Structural pathway for allosteric activation of the autophagic PI 3-kinase complex I.结构途径:自噬 PI3-激酶复合物 I 的别构激活。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Oct 22;116(43):21508-21513. doi: 10.1073/pnas.1911612116. Epub 2019 Oct 7.
8
An integrated workflow for crosslinking mass spectrometry.交联质谱的集成工作流程。
Mol Syst Biol. 2019 Sep;15(9):e8994. doi: 10.15252/msb.20198994.
9
Rab GTPases: Switching to Human Diseases.Rab GTPases:转向人类疾病。
Cells. 2019 Aug 16;8(8):909. doi: 10.3390/cells8080909.
10
In vivo identification of GTPase interactors by mitochondrial relocalization and proximity biotinylation.通过线粒体重定位和邻近生物素化在体内鉴定 GTPase 相互作用蛋白。
Elife. 2019 Jul 11;8:e45916. doi: 10.7554/eLife.45916.