Wang, Y. J. et al. Phosphatidylinositol 4 phosphate regulates targeting of clathrin adaptor AP-1 complexes to the Golgi. Cell114, 299-310 (2003)
| |
FURTHER READING Bonifacino, J. S. & Lippincott-Schwartz, J. Coat proteins: shaping membrane transport. Nature Rev. Mol. Cell Biol.4, 409-414 (2003)
| | | |
WEB SITE
Although phosphatidylinositol-4-phosphate (PtdIns4P) is known to be an essential regulator of constitutive secretion from the late Golgi in yeast, its role in mammalian cells has remained unclear. It was thought to just be a substrate for the synthesis of phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PtdIns(4,5)P2), a known essential regulator of plasma-membrane trafficking. However, the Golgi contains only low levels of PtdIns(4,5)P2 and no direct role for PtdIns(4,5)P2 in Golgi-membrane trafficking has been established. So, could PtdIns4P itself have a more important role in the Golgi? In Cell, Yin and colleagues now show that the answer to this question is yes.
Авт. впервые установили, что phosphatidylinositol 4-kinase (PI4K) — которая производит PtdIns4P — является ферментом, располагающимся в Гольджи и поэтому использовали small interfering RNA (siRNA) для изучения роли этого энзима в аппарате Гольджи млекопитающих. Было установлено, что PI4KIIα siRNA существенно снижает включение 32P и в PtdIns4P и в PtdIns(4,5)P2. Было также показано, что PtdIns4P наиболее сконцентрирован в Golgi (неожиданно мало оказалось PtdIns4P в плазматической мембране) и что PI4KIIα siRNA избирательно снижает эти уровни PtdIns4P в Гольджи.
Yin и др. показали, что PI4KIIα siRNA заметно снижает ассоциацию — субъединицы adaptor protein (AP)-1 комплекса — с аппаратом Гольджи. AP-1 регулирует перенос покрытых клатрином пузырьков между trans-Golgi сетью и endosome/lysosome системой, так что как и ожидалось, авт. нашли, что уровни клатрина в Гольджи существенно снижены. Напротив, — субъединица coatomer protein (COP)I комплекса — остаётся ассоциировнной с аппаратом Гольджи.
Снижение ассоциации γ-adaptin с Golgi после дообавления PI4KIIα siRNA м..б. обусловлено отсутсваием PtdIns4P или PtdIns(4,5)P2, поэтому авт. использоавли solid-phase, липид-связывающий подход, чтобы определить, какой липид регулирует рекрутировние AP-1 в Golgi. Они нашли, что AP-1 связывает PtdIns4P, но не PtdIns(4,5)P2, так что PtdIns4P возможно является главным поставлщиком AP-1. Интересно, что эти способы, с помощью которых липиды специфицируют AP-1 и AP-2 являются отличными — AP-2 преимущественно связывает PtdIns(4,5)P2 в плазматической мембране.
Чтобы верифицировать, что PtdIns4P является основным поставщиком AP-1 в Golgi in vivo, авт. использовали 3 метода. Во-первых, они посылали PtdIns4P или PtdIns(4,5)P2 в живые клетки, используя мембран-проницаемые полиаминовые носители после добавления PI4KIIα siRNA. Они нашоли, что поступление PtdIns4P в клетки восстанавливает рекрутирование AP-1, тогда как поступление PtdIns(4,5)P2 нет. Они обнаружили тот же самый эффект, используя второй метод, при котором экзогенный PtdIns4P или PtdIns(4,5)P2 добавлялся обратно к полу-интактным клеткам после PI4KIIα siRNA. С помощью третьего метода они показали, что anti-PtdIns4P антитела селектинво ингибируют поставку AP-1 в Golgi. Это говорит о том, что PtdIns4P является критическим для аппарата Гольджи липидом, который функционирует независимо от PtdIns(4,5)P2.
Yin и др. предположили, что "...PI4KIIα establishes the Golgi's unique lipid-defined organelle identity by generating [PtdIns4P]-rich domains that specify the docking of the AP-1 coat machinery". Кроме того они полагают, что т.к. плазматическая мембрана обогащена PtdIns(4,5)P2, а эндосомы обогащены phosphatidylinositol-3-phosphate, то PtdIns4P в аппарате Гольджи м представлять собой "...the third arm of the membrane lipid recognition system".