近期，生科院青年教师唐笑在国际知名学术期刊《Journal of Biological Chemistry》发表学术论文，题为“Export of polybasic motif-containing secretory proteins BMP8A and SFRP1 from the endoplasmic reticulum is regulated by surfeit locus protein 4”。唐笑博士为论文第一作者，香港科技大学郭玉松教授为通讯作者，安徽师范大学为第一单位。

细胞内新合成的蛋白质需要通过一系列胞内转运途径到达其特定的目的地，从而发挥其相应的功能。前期研究表明，货物受体蛋白SURF4和蛋白多糖（PG）通过接力的方式结合信号因子音猬因子（Shh）中的多重碱性CW基序，从而调控Shh的内质网-高尔基体-质膜运输。除了Shh，还有很多包含多重碱性基序的货物蛋白，例如：bone morphogenetic protein 8A (BMP8A)和secreted frizzled- related protein 1 (SFRP1)。二者均为重要的信号因子，参与调节生物体生长发育中的多个关键环节，BMP8A参与调节钙信号和骨稳态，SFRP1在Wnt信号通路中发挥作用，相关信号通路突变及缺陷会导致癌症的发生。这些可溶性货物蛋白在核糖体合成出来后必须通过分泌转运途径分泌到细胞外基质才能够行使其生理功能。尽管这个过程非常重要，但是其分子机制大部分未知。而SURF4是否参与调节该类货物蛋白的胞内转运分泌仍不清楚。

在该研究中，研究人员发现货物受体蛋白SURF4调控包含多重碱性基序的货物蛋白（Shh、Dhh、Ihh、BMP8A、SFRP1）从内质网到高尔基体的运输，从而为以Shh为代表的可溶性蛋白的合成转运途径的分子机制提供新的见解。分析可溶性货物蛋白分泌过程的主要障碍是：这些可溶性货物蛋白一旦被细胞合成后就被细胞分泌出去，因此在常态下很难对这些可溶性货物蛋白的运输做精准的细胞内部定位分析。为了克服这个问题，该研究采用高效同步化的蛋白运输系统（RUSH转运法）使得货物蛋白从内质网的同步化输出受控于生物素的调控。研究人员通过该方法以及其他的细胞分子生物学手段研究了SURF4调控Shh、Dhh、Ihh、BMP8A、SFRP1从内质网到高尔基体运输的分子机制。该研究阐明了以下内质网输出过程：货物受体SURF4通过三重酸性基序（EDD）直接结合货物蛋白的多重碱性基序，将其包装入COPII囊泡（图一）。该研究为未来设计阻碍SURF4介导的信号分子分泌的抑制剂提供了新思路，从而为相关癌症治疗提供了一种治疗策略。

图：SURF4调节包含多重碱性基序的可溶性货物蛋白从内质网到高尔基体运输的示意图

文章链接：https://www.jbc.org/article/S0021-9258(22)01130-9/fulltext