来自香港科技大学分子神经学中心，复旦大学化学系上海市分子催化与创新材料重点实验室等处的研究人员深入分析了细胞不对称分裂过程中，关键蛋白质复合物中蛋白的相互作用，为细胞不对称分裂这一近年来干细胞和肿瘤生物学研究的热点领域提出了新的见解，这一研究成果公布在Cell出版社旗下的著名刊物：《MolecularCell》杂志上。
文章的通讯作者是来自香港科技大学的张明杰教授，以及复旦大学的王文宁教授，为了更深入了解这项重要的成果，生物通特联系了张明杰教授，就读者感兴趣的问题请教了他。
细胞不对称分裂关键蛋白质复合物
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。
人们对细胞不对称分裂分子机制的研究表明，细胞不对称分裂过程大致可以分成三个阶段：细胞极性的建立与维持；纺锤体的旋转定向；细胞命运决定因子的分离。Par3/Par6/aPKC蛋白质复合物参与建立与维持细胞的极性。NuMA/LGN/Gαi蛋白质复合物参与调控纺锤体定向。支架蛋白mIcuteable(mIc)连接Par3/Par6/aPKC和NuMA/LGN/Gαi蛋白质复合物。因此这些蛋白质复合物在细胞不对称分裂过程中扮演了重要的角色。
结构生物学解析生命奥秘
之前的研究曾在无脊椎动物实验中证实，借助衔接蛋白mIcuteable(mIc)连接的ar3/Par6/aPKC复合体和NuMA/LGN/Gαi复合体在细胞的不对称分裂过程中发挥关键性的作用，然而对于LGN与NuMA和mIc相互作用的分子机制目前还不是很清楚。
在这篇文章中，张教授课题组深入研究表征了LGN与NuMA，LGN与mIc之间的相互作用。他表示，“LGN共有七个典型的TPR重复序列，NuMA与LGN的结合需要所有TPR重复序列的参与，NuMA的C端约27个残基参与结合LGN。通过X-射线晶体衍射方法，我们得到了高分辨率的TPR结构域和NuMA肽段复合物的晶体结构。”
结构显示LGN的TPR结构域全部由α螺旋组成，互相堆叠形成超螺旋结构。NuMA肽段呈现伸展的构像，结合在TPR超螺旋的凹面一侧，主要是氢键和静电相互作用。对LGN与mIc的相互作用表征发现，TPR4-7的区域是结合mIc的主要位点，而mIc通过N端约22个氨基酸残基的区域与TPR相互作用，二者的结合强度与NuMA/LGN相似。LGN-TPR47与mIc端肽段的复合物晶体结构显示，mIc肽段形成一段α螺旋结合在TPR4-7的凹面一侧，以疏水相互作用为主。有趣的是，尽管NuMA，Ic与LGN结合强度一样，在竞争结合实验中研究人员发现，NuMA和mIc不能同时结合TPR。