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.1998年10月19日；143(2):359-73.
doi:10.1083/jcb.143.2.359。

酵母线粒体融合需要跨膜GTPase Fzo1p

赫尔曼 1, J W撒切尔, J P Mills公司, K G Hales公司, M T Fuller先生, J努纳里, J M肖
附属公司

酵母线粒体融合需要跨膜GTPase Fzo1p

G J赫尔曼等。 J细胞生物学. .

摘要

膜融合是建立线粒体室形态和细胞分布所必需的。在果蝇中，模糊洋葱（fzo）GTPase的突变阻断了精子发生过程中发育调控的线粒体融合事件。在此，我们报道了模糊洋葱的酵母同源基因Fzo1p在线粒体融合中起着直接而保守的作用。条件fzo1突变导致线粒体网在酵母交配期间断裂并阻断线粒体融合。Fzo1p是一种线粒体完整膜蛋白，其GTPase结构域暴露在细胞质中。改变GTPase结构域保守残基的点突变不会影响Fzo1p定位，但会破坏线粒体融合。亚细胞器分馏表明Fzo1p跨越外层，与线粒体内膜紧密相连。这种拓扑结构可能需要在融合反应期间协调两个线粒体膜的行为。我们提出跨膜GTPases的模糊洋葱家族作为分子开关来调节线粒体膜对接和/或融合的关键步骤。

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数字

图1
图1
S公司.酿酒FZO1是线粒体功能所必需的。(A类)显示预测GTPase位置的三个Fzo家族成员的结构域(GTP酶)，七分位重复(Hep公司)和跨膜(TM（TM）)域。整个蛋白质序列和预测的GTPase结构域之间的氨基酸同源性S公司.酿酒Fzo1p、，S公司.蓬贝Fzo1p（最新的家族成员），以及D.黑腹果蝇显示Fzo家族成员。GenBank/EMBL/DDBJ注册号如下：S公司.酿酒（Z36048），S公司.蓬贝（ALO23533），以及D类.黑腹食肉动物（U95821）。(B类)fzo1Δ细胞在可发酵和不可发酵碳源上表现出生长缺陷。两个fzo1Δ(顶部，JSY1809和JSY1810）和两个野生型(底部来自单个四分体的菌株JSY1811和JSY1812）在30°C的YP葡萄糖培养基上培养2 d(左边)或YP甘油培养基在30°C下培养5天(正确的).
图2
图2
fzo1Δ细胞表现出线粒体形态缺陷，线粒体DNA丢失。(A–X)用抗孔蛋白抗血清染色的酵母细胞间接免疫荧光图像显示线粒体膜(最左边的列)和DAPI以可视化细胞核和线粒体DNA(中间立柱；白色箭头在里面C类和D类表示mtDNA核仁）。相同细胞的相控图像显示在最右边的列. (A–F)野生型rho线粒体的正常形态和线粒体DNA核仁的分布+应变（JSY1812）。(G–L)突变体fzo1Δρo个细胞（JSY1810）含有球形或稍长的线粒体结构，缺乏DAPI染色的线粒体DNA。(M–R（M–R）)野生型线粒体形态在fzo1Δρo个野生型重新引入后的突变株（JSY2579）FZO1型基因。(S–X)野生型rho的线粒体形态正常o个缺乏mtDNA的菌株（JSY2555）。(Y–A（Y–A）'）野生型和fzo1Δ细胞。(Y（Y）)野生型细胞（JSY1812）的线粒体分布均匀地分布在整个细胞皮层，并显示出许多嵴(黑色箭头)。(Z轴和A类′）线粒体图谱fzo1Δ细胞（JSY1810）在细胞外围附近聚集在一起，并且包含较少的嵴。N个，细胞核；V（V），液泡；ρ +，含有线粒体DNA；ρo个缺少线粒体DNA。条形图：(A–X)5微米；(Y–A（Y–A）′）1μm。
图3
图3
Fzo1p功能的耗尽或丧失会导致线粒体形态和线粒体DNA维持的缺陷。(A–D)Fzo1p的耗尽会导致线粒体形态缺陷，这是线粒体DNA核仁丢失之前的缺陷。fzo1Δ含有p的单元格镀锌1-N-3XMYC型-FZO1型（JSY2273）从允许Fzo1p表达接近野生水平的棉子糖培养基转移到葡萄糖培养基，葡萄糖培养基抑制来自镀锌1发起人。(A类)DiOC评分的线粒体形态6转移到耗尽培养基后染色(n个=100）：线粒体形态分为野生型（分支管状网络）、中间型（管状浓缩网络）、空型（球形或部分拉长结构）和未染色型（非呼吸线粒体不积聚DiOC6)。(B类)在Fzo1p缺失期间，通过DAPI染色记分的mtDNA核仁的分布如图所示A类(n个= 200). 突变线粒体形态类别包括中间、空和未染色类别A类. (C类)耗尽实验期间的N-3XMYC-Fzo1p水平。用抗MYC抗血清进行Western blotting分析从等量细胞制备的蛋白提取物。耗竭期间的N-3XMYC-Fzo1蛋白水平被标准化为野生型表达的N-3XML YC-Fzo1p水平FZO1型发起人(重量=1; JSY2034）。(D类)用基质靶向形式的GFP（有丝分裂GFP）观察代表性的野生型、中间型和无效线粒体形态。(E类和F类)温度敏感fzo1-1型突变导致线粒体网络快速可逆断裂(E类)fzo1-1型细胞不能在37°C的非发酵碳源上生长。fzo1Δ含有pRS414的菌株-FZO1型（JSY2926）或pRS414-fzo1-1型（JSY2793）在SDextrose培养基上生长(左侧面板)在25°C或37°C和SG甘油介质中放置2天(右侧面板)在25°或37°C下持续6天。(F类)线粒体形态FZO1型（JSY2793）和fzo1-1型（JSY2802）细胞在25°C下生长，并在37°C下移动10分钟。用mito-GFP观察线粒体室。显示了具有代表性的单元格。(G公司)对数相位fzo1-1型25°C下生长的细胞（JSY2804）(t吨=0）移至37°C。在37°C下20分钟后，细胞恢复到25°C。在指定时间使用mito-GFP定量线粒体形态(n个≥ 200). 给出了一个具有代表性的实验。棒材，2.5μm。
图4
图4
FZO1型是交配过程中线粒体融合所必需的。fzo1-1型相反交配型细胞（JSY2802和JSY2804）用mito-GFP或Mitotracker红标记，并在25°交配(A–D)和37°C(E–H（E–H）和I–L型)。共聚焦显微镜用于对丝裂原-GFP的分布进行评分(绿色在里面B类,F类、和J型)和Mitotracker(红色在里面C类,G公司、和K（K）)在串行光学部分中（显示了具有代表性的单个光学部分）。线粒体内容物的融合和混合(黄色的在里面D类)在合并的mito-GFP和Mitotracker红色图像中进行评估(D类,H（H）、和L（左）)。用相控显微镜观察合子的形态(A类,E类、和我)。合子芽在右边A类在顶部我.白色箭头，亲本线粒体膜混合的区域。棒材，5μm。
图5
图5
Fzo1p定位于线粒体网络(A–D)fzo1Δ用抗MYC抗血清对表达N-9XMYC-Fzo1蛋白的细胞（JSY2394）进行染色(A类和C类)和DAPI(B类和D类)。N-9XMYC-Fzo1p染色与线粒体线粒体线粒体核仁标记完全一致（比较白色箭头在里面A类和C类具有B类和D类)。(E类和F类)抗-MYC血清未染色fzo1Δ表达缺乏MYC标记的Fzo1p的细胞（JSY2392）。棒材，5μm。
图6
图6
Fzo1p是一种线粒体完整膜蛋白，其GTPase结构域暴露在细胞质中。(A类)总细胞提取物fzo1Δ含有野生型pRS414的细胞-FZO1型（车道1; JSY2392）或pRS414-N-9XMYC-FZO1型质粒（车道2; JSY2394）用抗MYC抗血清进行Western blotting分析。相同的fzo1Δ携带pRS414-N-9XMYC的菌株-FZO1型（JSY2394）用于6亿-F类. (B类)N-9XMYC-Fzo1p与线粒体蛋白孔蛋白共分馏。等量细胞的蛋白提取物通过差速离心分离，通过SDS-PAGE分离，并与抗MYC、抗孔蛋白和抗3-PGK血清进行Western印迹分析。细胞质溶胶核后细胞质提取物；水户粗线粒体颗粒；PMS公司，上清液中线粒体耗尽(C类)N-9XMYC-Fzo1p是一种完整的膜蛋白。纯化线粒体(M（M）)处理以溶解外周膜蛋白（0.1 M Na2合作三)或整体膜蛋白（1%Triton X-100），分离成颗粒(对)和上清液(S公司)并通过SDS-PAGE和蛋白质印迹进行分析。可溶性细胞色素的释放b条 2和外围设备F10.1M Na后上清液部分的βATP酶亚基2合作三经Western blotting证实治疗有效（数据未显示）。(D类和E类)N-9XMYC-Fzo1p在中等密度线粒体膜组分中分馏。30–50%蔗糖梯度的馏分(顶部，分数1)用抗MYC、抗孔蛋白和抗CoxIV血清进行Western blotting分析。(E类)每部分总N-MYC-Fzo1p、孔蛋白和CoxIV的百分比。(F类)Fzo1p的GTP酶结构域暴露在线粒体的细胞质表面。未经处理（泳道1)，胰蛋白酶处理（通道三和4100μg/ml）和渗透性休克（车道2和4)线粒体通过SDS-PAGE和免疫印迹抗MYC和抗细胞色素进行分析b条 2血清。
图7
图7
GTPase结构域突变阻断Fzo1p功能。(A类)Fzo1p的示意图显示了GTPase结构域基序（G1–G4；不按比例）的位置和序列，并指出了改变保守残基的突变。突变氨基酸位于原始残基上方。(B类)G1和G2基序的突变破坏了Fzo1p的功能。甘油生长、线粒体形态（抗孔蛋白、，n个=400），以及mtDNA核仁分布（DAPI染色，n个≥100）分析fzo1Δ包含野生型的单元格（JSY2354）FZO1型（JSY2392）或突变fzo1型基因（JSY2355-2358）携带低拷贝质粒（pRS414）。
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    1. Azpiroz R，Butow RA。酵母合子的线粒体分类模式。分子生物学细胞。1993;4:21–36.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Bakeva LE、Chentsov YS、Skulachev副总裁。大鼠膈肌中的线粒体骨架（线粒体网）。生物化学生物物理学报。1978;501:349–369.-公共医学
    1. Bakeva LE、Chentsov YS、Skulachev副总裁。大鼠膈肌线粒体网的发生。欧洲细胞生物学杂志。1981;25:175–181.-公共医学
    1. Baudin A，Ozier-Kalogeropoulos O，Denouel A，Lacroute F，Cullin C。一种简单有效的酿酒酵母直接基因缺失方法。核酸研究，1993年；21:3329–3330.-项目管理咨询公司-公共医学

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