含有和不含配体的人Pals1 PDZ结构域的结构表明Crb通过门控通路进入PDZ肽结合沟

上皮极性的维持取决于极性决定因素的正确定位和水平。进化上保守的跨膜蛋白Crumbs对顶膜的大小和特性至关重要，但对控制表面Crumbs数量的分子机制知之甚少。在这里，我们表明，顶端膜上的Crumbs水平取决于内吞和稳定的良好平衡状态。衔接蛋白2（AP-2）复合物与Crumbs细胞质尾部的一个基序结合，该基序与Stardust的结合位点重叠，Stardusts是一种已知的稳定Crumbs表面的蛋白质。通过AP-2突变防止内吞导致Crumbspotive质膜结构域扩张和极性缺陷，通过去除一份碎屑可以部分修复。引人注目的是，击倒AP-2和星尘会导致Crumbs保留在膜上。这项研究为基于稳定和内吞作用的分子机制提供了证据，以调节Crumbs的表面水平，Crumbs对维持上皮极性至关重要。

PDZ结构域是重要的肽识别模块，通常识别其相互作用伙伴的短C末端延伸，但某些PDZ结构区也可以识别相互作用蛋白质中的内部肽。由于缺乏关于内部肽识别的数据，并且缺乏对内部肽识别机制细节的理解，识别能够识别内部肽的PDZ结构域一直是一项困难的任务。由于Par-6 PDZ结构域可以识别C末端和内部肽，我们对游离和肽结合的Par-6 PDZ1进行了多个持续时间为1μs的显式溶剂MD模拟，以破译内部肽识别的机制细节。对这些模拟进行了分析，以确定在PDZ结构域的内部肽识别中起关键作用的残基。基于已识别残基的保守性特征，我们预测了47个人类PDZ结构域能够识别人体内肽。我们还研究了CDC42与Par6 PDZ相邻的CRIB结构域的结合如何变构调节Par6 PDZ-对肽的识别。我们对分离的CRIB-Par6_PDZ双域蛋白以及与CDC42复合物的MD模拟表明，在没有CDC42的情况下，相邻的CRIB结构域诱导PDZ的开环构象，促进内部肽识别。另一方面，当CDC42与CRIB结构域结合时，Par6 PDZ采用识别C末端肽所需的闭环构象。这些结果提供了相互作用伙伴与相邻结构域的结合如何变构调节底物与PDZ结构域结合的原子细节。总之，MD模拟为特定肽、相邻结构域和变构位点上相互作用伙伴的结合对PDZ底物识别偏好的调节提供了新的见解。

简短标题：上皮细胞极性中的细胞骨架马达字数：9503个全包；4607不包括方法和参考。AbstractCrumbs（果蝇中的Crb；哺乳动物中的CRB1-3）是上皮细胞极性的跨膜决定因素和河马信号的调节器。Crb通常局限于顶端细胞-细胞接触，刚好在粘附细胞连接处上方，但上皮细胞中Crb的顶端转运是如何调节的尚不清楚。我们使用果蝇滤泡上皮来证明Crb的极化运输是通过运动蛋白Dynein沿微管运输和运动蛋白Myosin-V（MyoV）沿肌动蛋白丝运输介导的。Dynein或MyoV阻断含有Crb的小泡的转运，导致Crb在Rab11内体内积聚，而不是顶端输送。Crb在质膜上传递和稳定的最后步骤需要外囊复合体和三种顶端FERM结构域蛋白——Merlin、Moesin和Expanded，它们的同时丢失会破坏Crb的顶端定位。因此，Crb FERM-binding motif（FBM）的敲除缺失也会损害心尖定位。最后，Crb的过度表达挑战了这个系统，创造了一个敏感的背景来识别参与细胞骨架极化、顶端膜运输和顶端域Crb稳定的成分。