한국의과학연구원

새롭게 합성된 단백질을 소포체(endoplasmic reticulum, ER)로부터 골지로 전달하는 분비 경로(secretory pathway)는 COPII로 코팅된 소낭(vesicle)에 포장되어 있다.

이러한 소낭 이동의 방향성이 어떤지에 대해서는 세포 생물학 분야에서 아직 해답을 얻지 못한 문제 중에 하나였다.

Susan Ferro-Novick과 공동연구원들은 COP II 소낭의 안쪽 껍질은 Sec23p/Sec24p로 구성되어 있고, 바깥쪽 껍질은 Sec 13p/Sec 31p구성되어 있으며, 골지체에 도달하기 전까지 이러한 껍질을 그대로 유지한다는 사실을 확인하였다.

골지체와 관련된 인산화효소인 Hrr25p가 Sec23p/Sec24p 껍질 복합체를 인산화시킨다.

껍질의 인산화와 탈인산화는 소낭 융합 및 출아에 필요한 과정이다. Sec23p는 3가지 서로 다른 결합 파트너와의 상호작용을 통해서 소포체-골지체 경로의 방향성을 확보하며, COPII 소낭이 소포체와 재 융합되는 것을 방지한다.

Sequential interactions with Sec23 control the direction of vesicle traffic

How the directionality of vesicle traffic is achieved remains an important unanswered question in cell biology. The Sec23p/Sec24p coat complex sorts the fusion machinery (SNAREs) into vesicles as they bud from the endoplasmic reticulum (ER). Vesicle tethering to the Golgi begins when the tethering factor TRAPPI binds to Sec23p. Where the coat is released and how this event relates to membrane fusion is unknown. Here we use a yeast transport assay to demonstrate that an ER-derived vesicle retains its coat until it reaches the Golgi. A Golgi-associated kinase, Hrr25p (CK1δ orthologue), then phosphorylates the Sec23p/Sec24p complex. Coat phosphorylation and dephosphorylation are needed for vesicle fusion and budding, respectively. Additionally, we show that Sec23p interacts in a sequential manner with different binding partners, including TRAPPI and Hrr25p, to ensure the directionality of ER–Golgi traffic and prevent the back-fusion of a COPII vesicle with the ER. These events are conserved in mammalian cells.