1、在真核細胞中，內質網呈縱橫交錯的網絡狀分布，這一特殊形態(tài)的形成需要dynamin GTP酶家族的膜蛋白Atlastin(ATL)來介導內質網同源膜融合。ATL由N端的一個GTP酶結構域、一個三螺旋束的中間結構域、兩個跨膜區(qū)以及一個C端的尾部組成。本論文中，我們研究了ATL介導膜融合的分子機制。我們首先解析了ATL N端胞漿段在結合GDP狀態(tài)下的晶體結構，并得到了兩種不同的構象。結構中的構象變化以及生化實驗的分析顯示，在融合過程中，不同膜

2、上的兩個ATL分子首先結合GTP并通過他們的GTP酶結構域形成二聚體。隨后通過GTP的水解以及磷酸的釋放，ATL會發(fā)生劇烈的構象變化，兩個ATL分子的中間結構域所形成的三螺旋束會相互靠近從而將膜拉到一起完成融合。此外，我們發(fā)現(xiàn)C端尾巴和跨膜區(qū)對于有效地膜融合也是非常重要的。C端尾部可以形成一個雙親性螺旋并通過破壞磷脂雙分子層的穩(wěn)定性來協(xié)助膜融合。對應這段螺旋的合成多肽可以恢復缺失C端的ATL的融合活性?？缒^(qū)也并不僅僅用于ATL蛋白的膜

3、定位，因為跨膜區(qū)的缺失、替換或者點突變都會降低蛋白膜融合的能力。免疫共沉淀的實驗證明，ATL的跨膜區(qū)可以介導不依賴核苷酸的多聚化，從而促進膜融合。最后，我們發(fā)現(xiàn)在融合反應的起始階段，ATL需要持續(xù)水解GTP才能將膜泡拴連到一起，而且三螺旋束與跨膜區(qū)之間的連接區(qū)域對于從拴連狀態(tài)到完成融合這一過程的非常重要。綜上所述，我們提出了ATL的不同結構域相互合作以完成同源膜融合這一模型。這些結果也解釋了人類ATL1的突變是如何引起遺傳性痙攣性截癱的