分泌过程

在真核细胞中，分泌型的脂类和蛋白质从高尔基体反面的网络结构（trans-Golgi network；TGN）逐步移向质膜，这一过程受到载体囊泡（carrier vesicle）网络结构的严格控制。

形成过程

这种囊泡如何形成的问题尚未得到明确解答。然而，Klaus Pfizenmaier及其同事的研究为我们提供了更深入的理解：蛋白激酶D（protein kinase D；PKD）和磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol,PI）4-激酶IIIβ（PI4KIIIβ）相互作用并促进了这一过程的发生。

蛋白激酶D同工型

人体内的蛋白激酶D同工型包括PKD1、PKD2和PKD3。已知其中至少有两种，即PKD1和PKD2，在TGN膜上形成载体囊泡的过程中发挥重要作用。尽管具体过程尚不清楚，但已知磷酸化的膜组分PI(4)P是由PI4K酶催化的产物，它也参与调节这一过程。因此，Pfizenmaier等人研究了在从TGN到质膜的囊泡运输过程中，PKD蛋白和PI4K之间的相互关系。

PI4K酶

在哺乳动物细胞中，有许多种PI4K酶，其中PI4KIII是一种与酵母的PI4K酶——Pik1同源的蛋白激酶。由于先前已知Pik1在酵母的“高尔基体-细胞表面”运输途径中发挥作用，因此作者也在哺乳动物细胞中研究了这种蛋白质。他们发现三种PKD同工型和PI4KIIIβ共同定位在高尔基体复合物中；体外实验证明，PKD同工型（特别是PKD1和PKD2）能够促进PI4KIII的磷酸化。PKD1和PKD2能识别PI4KIIIβ的磷酸化位点Ser294，该位点在酵母Pik1中具有保守性。利用针对磷酸化位点的抗体，作者证明了PKD介导的PI4KIIIβ磷酸化过程在体内同样发生。

相互作用

然而，Ser294的磷酸化对PI4KIIIβ的功能有何影响呢？磷酸化位点的突变（S294A）导致PI4KIIIβ的脂激酶活性降低约60%。此外，与激酶失活的PKD突变体的显性失活效应一致的是，过量表达激酶死亡PKD1（kinase-dead PKD1）降低了PI4KIIIβ的脂激酶活性。同时，突变也降低了荧光标记的分泌型蛋白质从TGN到细胞表面的运输效率。另一方面，PI4KIII的过量表达增加了标记蛋白到达细胞表面的数量。综上所述，这些结果表明蛋白激酶和脂激酶对于分泌型蛋白运输过程都至关重要。因此，作者提出，PKD在TGN的作用就像一个“瓶颈”，通过促使参与载体囊泡形成的蛋白质磷酸化，来控制分泌型分子的运输。PI4KIIIβ就是这些底物之一，通过PKD介导的磷酸化增强其脂激酶活性。这一过程随后增加了TGN膜上的PI(4)P含量。因为PI(4)P含量和膜结合的ADP-核糖基化因子（ADP-ribosylation factor；ARF）被认定为介导载体囊泡形成的关键成员。未来的研究挑战将是阐明载体囊泡形成的精确机制。

高尔基体反面的网络结构

高尔基体通常分布在内质网与细胞膜之间，呈现弓形或半球形，凸出的一面朝向内质网被称为形成面或顺面。凹陷的一面面向质膜，称为成熟面或反面。高尔基体反面的网络结构（trans Golgi network，TGN），由反面一侧的囊泡和网管构成，是高尔基体的出口区，负责参与蛋白质的分类与包装，最终输出。

参考资料

甲状腺激素分泌过程图解.有来医生网.2024-11-28