分享一篇發表在Nature Communications上的文章，題目為 “Proximity proteomics reveals a mechanism of fatty acid transfer at lipid dropletmitochondria- endoplasmic reticulum contact sites”，通訊作者是來自澳大利亞墨爾本大學解剖生理學系的 Matthew J. Watt 教授。
細胞器之間的膜接觸位點對于生物分子的轉移至關重要，脂滴儲存脂肪酸并與線粒體接觸，線粒體可以調節脂肪酸氧化和ATP的生成。但是目前缺乏對于脂滴-線粒體接觸位點的蛋白質分布以及它們的具體生物學功能的解析，本文希望結合臨近標記和蛋白質組學技術對脂滴-線粒體接觸位點的蛋白質組進行無偏地分析，揭開脂肪酸從儲存部位轉移到氧化部位的機制。
作者采用?BioID?臨近標記策略來解析脂滴-線粒體接觸位點間10～30 nm的蛋白質分布。這個策略將大腸桿菌生物素連接酶BirA突變體BirA*（可以將生物素標記到臨近蛋白）,單體熒光蛋白和靶向信號肽（10～30個氨基酸，將BirA*定位到脂滴或線粒體）整合到一起，可以將脂滴或線粒體外膜的臨近蛋白貼上生物素標簽，通過鏈霉親核素珠富集再進行質譜鑒定。使用針對脂滴的全長BirA*，作者確定了974種蛋白質位于脂滴附近的蛋白質，使用針對線粒體的全長BirA*誘餌，作者確定了625種位于線粒體外膜附近的蛋白質。同時作者還運用 Split-BiolD 策略，將BirA*分成兩個非功能片段分別靶向脂滴和線粒體外膜，當兩個片段融合時BirA*重新組裝以恢復活性，將生物素標記到脂滴和線粒體相互作用界面的蛋白質上，由此作者確定了活細胞中脂滴-線粒體界面的81種蛋白質。以上三個臨近標記實驗同時鑒定到71個蛋白質，作者將這些蛋白質定義為脂滴-線粒體界面蛋白。
通過對這71個脂滴-線粒體界面蛋白進行生物信息學分析，作者關注到定位在內質網和線粒體接觸位點、參與脂質運輸ESYT1蛋白。作者進行了免疫共沉淀實驗來尋找ESYT1是否在脂滴-線粒體的接觸位點與其他蛋白質形成復合物，結果中VAPB和ESYT2蛋白是脂滴-線粒體界面蛋白。作者通過免疫印跡和免疫沉淀證實了ESYT1，ESYT2和VAPB三個蛋白之間的相互作用，高分辨率成像證實了這三種蛋白會形成復合物定位在脂液滴-線粒體-內質網界面。
最后作者對脂滴-線粒體界面中ESYT1-ESYT2-VAPB復合物的功能進行研究發現該復合物可以保護細胞免受脂肪毒性的影響。他們敲除了HeLa細胞中的ESYT1-ESYT2-VAPB復合物并用棕櫚酸鹽誘導細胞應激和死亡，發現其與野生型相比，KO細胞系的內質網應激、炎癥反應等顯著上調。
?總而言之作者結合臨近標記和蛋白質組學技術解析位于脂滴-線粒體界面蛋白并發現了一種由ESYT1，ESYT2和VAPB組成的多聚體蛋白復合物，它對于保護細胞免受脂肪毒性的影響至關重要。
本文作者：TZM
責任編輯：LYC
DOI：10.1038/s41467-025-57405-5
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57405-5
