真核細胞的核膜是由內(nèi)核膜和外核膜組成的雙層膜狀結構，其可以分隔細胞核與細胞質(zhì)，保護細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)，并維持細胞正常活動所需的機械特性。超過60種核膜蛋白定位于內(nèi)外核膜上，對修飾核膜以及保證核膜的完整性具有重要作用。進化上高度保守的內(nèi)核膜蛋白SUN和外核膜蛋白KASH在核膜間隙相互作用，形成了一個跨越核膜并連接細胞骨架與細胞核骨架的分子橋梁。在細胞核內(nèi)，SUN蛋白與細胞核骨架蛋白相互作用，而在細胞質(zhì)內(nèi)，KASH蛋白與細胞骨架蛋白相連。核膜內(nèi)外SUN-KASH復合物的形成實現(xiàn)了跨核膜機械力的傳遞，為細胞核定位、染色體重構以及端粒定位等重要生物學過程提供了結構基礎。SUN蛋白的SUN結構域和KASH蛋白的KASH結構域是形成SUN-KASH復合物的基本單元。除了SUN結構域，SUN蛋白一般還含有coiled-coil (CC)結構域，與SUN結構域緊密串聯(lián)。前期研究表明，SUN蛋白的CC結構域?qū)ψ陨?/span>SUN結構域的活性具有調(diào)控作用，但調(diào)控的分子機制并不清楚。

12月10日，Structure 期刊在線發(fā)表了中國科學院生物物理研究所馮巍課題組的研究論文，題目為Coiled-coil domains of SUN proteins as intrinsic dynamic regulators，報道了細胞核膜蛋白SUN2（一種鼠源性SUN蛋白）CC結構域?qū)ψ陨?/span>SUN結構域活性調(diào)控的結構機制。

在這項研究中，馮巍課題組解析了含有CC結構域和SUN結構域的不同SUN2片段的晶體結構，并結合生物化學和細胞功能實驗，對CC結構域調(diào)控SUN結構域的分子機制進行了具體闡述。研究發(fā)現(xiàn)，SUN2含有的兩個CC結構域（CC1和CC2）分別處于三聚體和單體的不同聚合狀態(tài)，并直接調(diào)控SUN結構域活性。CC2-SUN單體結構顯示，CC2形成一個三螺旋束狀結構，并直接與SUN結構域相互作用，使其處于非活性的單體狀態(tài)；而CC1三聚體結構表明，CC1形成一個三聚化卷曲螺旋結構，解除CC2的抑制作用，促使SUN結構域三聚化，使其處于活性的三聚體狀態(tài)。因此，SUN2的兩個CC結構域可以作為自身動態(tài)調(diào)控因子分別介導SUN結構域活性的抑制和激活。

馮巍組的博士生聶斯和助理研究員柯慧敏為文章的共同*作者，研究員馮巍為通訊作者。該研究得到科技部“973”項目和國家自然科學基金的資助。

細胞核膜蛋白SUN2的coiled-coil結構域?qū)ζ浠钚赃M行調(diào)控的工作模型