De kleine GTPasen van de ADP-ribosyleringsfactor (Arf)-familie zijn belangrijke initiatoren van verschillende fysiologische processen, waaronder secretie, endocytose, fagocytose en signaaltransductie. Arf-familie-eiwitten functioneren om rekrutering van cytosolische effectoren naar specifieke subcellulaire compartimenten te bemiddelen. Dit proces stelt Arf-effectoren in staat om ladingherkenning uit te voeren, lipidenmodificatie of andere cellulaire functies.

Het blokkeren van de activiteiten van eiwitten van de Arf-familie remt de afscheiding van belangrijke moleculen uit de cel en remt ook de cellulaire opname van voedingsstoffen. Defecten in Arfs of hun regulerende eiwitten zijn gerelateerd aan verschillende erfelijke ziekten, inclusief X-gebonden intellectuele achterstand (XLID), Joubert-syndroom, Bardet-Biedl-syndroom en cilia-disfunctie. Dus, het bestuderen van moleculaire mechanismen van door Arf gereguleerde intracellulaire activiteiten biedt een kans om de etiologie van deze ziekten te begrijpen en nieuwe therapeutische strategieën te ontwikkelen.

Arf-familie-eiwitten wisselen tussen een GDP-gebonden inactieve toestand en een GTP-gebonden actieve toestand. Ze hebben vergelijkbare structurele organisaties met een N-terminaal amfipathisch helixmotief en de schakeldomeinen. De schakeldomeinen van Arf-eiwitten binden direct aan hun overeenkomstige guanidine-nucleotide-uitwisselingsfactoren (GEF's), waardoor Arf-eiwitten GTP kunnen binden. Over het algemeen wordt aangenomen dat membraanrekrutering van Arf-eiwitten wordt geïnitieerd door door GTP-binding geïnduceerde conformationele veranderingen van Arf-eiwitten.

Naast dit conventionele mechanisme, Prof Guo en zijn team ontdekten dat de N-terminale amfipathische motieven van het Golgi-gelokaliseerde Arf-familie-eiwit, Arfrp1, en het endosoom- en plasmamembraan-gelokaliseerde Arf-familie-eiwit, Arl14, zijn voldoende om specifieke subcellulaire lokalisaties op een GTP-onafhankelijke manier te bepalen. Het uitwisselen van de amfipathische helix-motieven tussen deze twee Arf-eiwitten veroorzaakt de omschakeling van hun lokalisaties. De ruimtelijke bepaling gemedieerd door de Arfrp1-helix vereist zijn bindende partner Sys1. In aanvulling, de studie geeft aan dat de acetylering van de Arfrp1-helix en de myristoylering van de Arl14-helix belangrijk zijn voor de specifieke subcellulaire lokalisatie. Een voorgesteld model vertegenwoordigt de membraanrekrutering van Arfrp1 en Arl14.

Deze studie onthult nieuwe inzichten in de moleculaire machinerie die de membraanassociatie van sommige Arf-eiwitten reguleert, wat suggereert dat de membraanassociatie en activering van sommige Arf-eiwitten zijn ontkoppeld. Deze studie biedt ook nieuwe korte motieven voor het richten van eiwitten op specifieke intracellulaire lokalisaties.

De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift the Tijdschrift voor biologische chemie .