YKT6蛋白结构解析：异戊二烯双修饰机制与构象调控（2024最新研究）

我是梅斯医学智能翻译助理，请提供需要翻译的内容 这是翻译内容： YKT6 단백질의 독특한 구조는 그의 다양한 생물학적 기능을 수행하는 구조적 기반이다. 가장 눈에 띄는 구조적 특징은 전통적인 SNARE 단백질이 가지고 있는 막 관통 영역이 부족하다는 점이다. 대신, 그의 C-말단에는 cysteine 잔기(Cys194와 Cys195)가 풍부한 모티프가 포함되어 있다. 이 두 cysteine 잔기는 서로 인접해 있으며, 지방 변형 과정에서 작용 위치를 형성하여 YKT6의 독특한 막 앵커 메커니즘을 만든다 [1]. 먼저, C-말단 근처의 네 번째 cysteine 잔기인 Cys195가 farnesyl transferase (FTase) 효소에 의해 변형된다; 그런 다음, 인접한 cysteine 잔기인 Cys194가 새로운 효소 geranylgeranyl transferase III (GGTase-III)에 의해 변형되어 결국 이소프레닐 이중 변형 구조를 형성한다 [1, 2]. 이러한 이중 지방 변형은 YKT6이 골지체, 자가포식체 등의 기관 막 상에서 정확히 위치하고 생물학적 기능을 수행하는 데 매우 중요하다. 연구에 따르면, farnesylation 변형을 억제하면 막 결합 YKT6의 양이 감소하여 엑소좀 분비와 자가포식 유동성이 손상된다 [12, 13]. 효모 시스템에서는 GGTase-IIIα 소단위체의 기능을 담당하는 단백질이 Ecm9로 확인되었으며, 이의 손실로 인해 YKT6은 단일 farnesylation만 발생하여 효과적으로 막 구조에 위치할 수 없어 세포벽의 무결성 결함과 자가포식 활동 감소를 초래한다 [2]. 이 발견은 이소프레닐 이중 변형이 진화 과정에서 보존되어 있으며 YKT6의 기능 수행에 필수적임을 확인한다. 지방 변형 외에도, YKT6의 기능은 인산화 및 S-아실화와 같은 다른 후 번역 변형에 의해 정밀하게 조절된다. 인산화 변형은 YKT6의 구조 상태와 생물학적 활동을 조절하는 중요한 메커니즘 중 하나이다. 연구에 따르면, 효모와 포유류 세포에서 자가포식 시작 키나제 Atg1/ULK1은 YKT6의 인산화 변형을 촉매하여 자가포식체 형성과 자가포식체-리소좀 결합에서의 기능을 조절한다 [14]. 포유류 시스템에서 인산화 변형 위치(S174D)의 돌연변이가 마우스 YKT6의 구조 역학 특성을 변경하여 그의 생물학적 기능에 영향을 미칠 수 있다 [15]. 또한, 아랍یدopsis 식물에서 YKT6의 동형체인 YKT61이 S-아실화 변형을 가지고 있음이 확인되었다. S-아실화 변형 제거(C195S 돌연변이)는 YKT61이 내부 막 구조에서 분리되고 기능이 상실됨을 의미하며, 이는 지방 변형의 다양성이 다른 종에서 특정 조절 메커니즘으로 진화할 수 있음을 보여준다 [16]. YKT6 단백질의 또 다른 중요한 구조적 특징은 "닫힌" 상태와 "열린" 상태라는 두 가지 구조 상태의 존재이다. 이 특징은 막 결합 능력과 SNARE 복합체 조립 능력과 밀접하게 관련되어 있다. 세포 매질에서 YKT6는 일반적으로 닫힌 구조 형태로 존재하며, N-말단의 Longin 영역이 C-말단의 SNARE 영역과 결합하여 막 결합 접촉 면과 막 상호작용 접촉 면을 가리게 된다. 특정 신호 자극(예: 지방 변형 완료, 인산화 변형 발생 또는 다른 단백질과의 상호작용)을 받으면 YKT6는 구조를 전환하여 열린 상태가 되고, SNARE 영역과 소수성 홈 구조가 노출되면서 목표 막 상의 Q-SNARE 단백질(예: Syntaxin 가족 구성원, SNAP29 등)과 trans SNARE 복합체를 조립하여 막 결합 과정을 촉진한다 [15]. YKT6의 구조 역학 특징은 종 간에 차이가 있다. 예를 들어, 효모 YKT6는 마우스 YKT6보다 더 열린 구조를 유지하는 경향이 있으며, 이 차이는 중요한 아미노산 잔기의 차이에서 비롯될 수 있으며, 점 돌연변이 기술을 통해 그의 구조 경향성을 변경할 수 있어 종 간 YKT6의 기능 변형을 구조 수준에서 설명할 수 있다 [15]. 요약하자면, YKT6는 독특한 이소프레닐 이중 변형을 통해 막에 앵커되며, 인산화, S-아실화 등의 다양한 후 번역 변형에 의해 정밀하게 조절된다. 그의 동적인 구조 변화는 다양한 막 결합 작업을 수행하기 위한 구조적 전제 조건이다. 이러한 구조적 특징과 조절 메커니즘은 YKT6이 세포 내 막 운송 네트워크에서 중심적인 위치를 차지하도록 결정한다.