分享一篇发表在Nature Communications上的文章，题目为 “Proximity proteomics reveals a mechanism of fatty acid transfer at lipid dropletmitochondria- endoplasmic reticulum contact sites”，通讯作者是来自澳大利亚墨尔本大学解剖生理学系的 Matthew J. Watt 教授。

细胞器之间的膜接触位点对于生物分子的转移至关重要，脂滴储存脂肪酸并与线粒体接触，线粒体可以调节脂肪酸氧化和ATP的生成。但是目前缺乏对于脂滴-线粒体接触位点的蛋白质分布以及它们的具体生物学功能的解析，本文希望结合临近标记和蛋白质组学技术对脂滴-线粒体接触位点的蛋白质组进行无偏地分析，揭开脂肪酸从储存部位转移到氧化部位的机制。

作者采用 BioID 临近标记策略来解析脂滴-线粒体接触位点间10～30 nm的蛋白质分布。这个策略将大肠杆菌生物素连接酶BirA突变体BirA*（可以将生物素标记到临近蛋白）,单体荧光蛋白和靶向信号肽（10～30个氨基酸，将BirA*定位到脂滴或线粒体）整合到一起，可以将脂滴或线粒体外膜的临近蛋白贴上生物素标签，通过链霉亲核素珠富集再进行质谱鉴定。使用针对脂滴的全长BirA*，作者确定了974种蛋白质位于脂滴附近的蛋白质，使用针对线粒体的全长BirA*诱饵，作者确定了625种位于线粒体外膜附近的蛋白质。同时作者还运用 Split-BiolD 策略，将BirA*分成两个非功能片段分别靶向脂滴和线粒体外膜，当两个片段融合时BirA*重新组装以恢复活性，将生物素标记到脂滴和线粒体相互作用界面的蛋白质上，由此作者确定了活细胞中脂滴-线粒体界面的81种蛋白质。以上三个临近标记实验同时鉴定到71个蛋白质，作者将这些蛋白质定义为脂滴-线粒体界面蛋白。

通过对这71个脂滴-线粒体界面蛋白进行生物信息学分析，作者关注到定位在内质网和线粒体接触位点、参与脂质运输ESYT1蛋白。作者进行了免疫共沉淀实验来寻找ESYT1是否在脂滴-线粒体的接触位点与其他蛋白质形成复合物，结果中VAPB和ESYT2蛋白是脂滴-线粒体界面蛋白。作者通过免疫印迹和免疫沉淀证实了ESYT1，ESYT2和VAPB三个蛋白之间的相互作用，高分辨率成像证实了这三种蛋白会形成复合物定位在脂液滴-线粒体-内质网界面。

最后作者对脂滴-线粒体界面中ESYT1-ESYT2-VAPB复合物的功能进行研究发现该复合物可以保护细胞免受脂肪毒性的影响。他们敲除了HeLa细胞中的ESYT1-ESYT2-VAPB复合物并用棕榈酸盐诱导细胞应激和死亡，发现其与野生型相比，KO细胞系的内质网应激、炎症反应等显著上调。

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总而言之作者结合临近标记和蛋白质组学技术解析位于脂滴-线粒体界面蛋白并发现了一种由ESYT1，ESYT2和VAPB组成的多聚体蛋白复合物，它对于保护细胞免受脂肪毒性的影响至关重要。

本文作者：TZM

责任编辑：LYC

DOI：10.1038/s41467-025-57405-5

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57405-5