2025年1月3日,张哲课题组和郑鹏里课题组在Nature Communications发表了题为“人源VANGL-PRICKLE蛋白相互作用的结构基础”(Structural basis of human VANGL-PRICKLE interaction)的研究论文。该文章报道了两个人源VANGL蛋白(VANGL1和VANGL2)、以及它们与PK1蛋白的复合物结构。结合生化和细胞成像实验,这项研究阐明了VANGL和PK蛋白相互作用的分子机制以及潜在的生物学功能。
研究团队首先利用冷冻电镜解析了人源VANGL1和VANGL2蛋白的高分辨率结构,二者均组装成具有D3对称性的六聚体。接下来,研究团队进一步解析了VANGL1-PK1复合物的冷冻电镜结构,深入探究它们相互作用的分子机制(图1)。但是,由于PK1与VANGL1的结合并不稳定,仅仅依靠电镜密度无法对PK1进行结构模型搭建。因此,作者利用多种手段继续对二者的作用机制进行探索。最终,研究团队通过系统的生化和结构分析,并结合AlphaFold3预测,最终定位到PK1蛋白中接近C端的46个氨基酸残基片段PK1745-790(745-790位氨基酸残基)在与VANGL的相互作用中发挥关键作用。总之,这项工作首次揭示了VANGL蛋白的六聚体组装方式,并阐明了VANGL-PK相互作用的分子机制和潜在功能。这为研究平面细胞极性建立过程以及调控机制提供了新的视角和思路。
图1. VANGL1-PK1复合体的冷冻单颗粒结构
Nat Commun16, 132 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-024-55396-3