The potential role of liquid-liquid phase separation in the cellular fate of the compartments for unconventional protein secretion

Autor(es)

Mendes, Luis Felipe S. ; Gimenes, Carolina O. ; da Silva, Marilia D. O. ; Rout, Saroj K. ; Riek, Roland ; Costa-Filho, Antonio J.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Protein Science; v. 33, n. 7, p. 16-pg., 2024-07-01.

Resumo

Eukaryotic cells have developed intricate mechanisms for biomolecule transport, particularly in stressful conditions. This interdisciplinary study delves into unconventional protein secretion (UPS) pathways activated during starvation, facilitating the export of proteins bypassing most of the components of the classical secretory machinery. Specifically, we focus on the underexplored mechanisms of the GRASP's role in UPS, particularly in biogenesis and cargo recruitment for the vesicular-like compartment for UPS. Our results show that liquid-liquid phase separation (LLPS) plays a key role in the coacervation of Grh1, the GRASP yeast homologue, under starvation-like conditions. This association seems a precursor to the Compartment for Unconventional Protein Secretion (CUPS) biogenesis. Grh1's self-association is regulated by electrostatic, hydrophobic, and hydrogen-bonding interactions. Importantly, our study demonstrates that phase-separated states of Grh1 can recruit UPS cargo under starvation-like situations. Additionally, we explore how the coacervate liquid-to-solid transition could impact cells' ability to return to normal post-stress states. Our findings offer insights into intracellular protein dynamics and cell adaptive responses to stress. (AU)

• Processo FAPESP: 22/06006-0 - Elucidando o impacto de condensados líquidos e sólidos funcionais de proteínas na via de secreção
• Beneficiário: Luis Felipe Santos Mendes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Geração
• Processo FAPESP: 15/50366-7 - Resolving mechanistic details of peptide transport across membranes using crystallographic and non-crystallographic structural biology approaches
• Beneficiário: Antonio José da Costa Filho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 09/54044-3 - EMU: aquisição de espectroscópio de correlação de fluorescência para medidas de correlação de fluorescência e obtenção de imagens por tempo de vida
• Beneficiário: Amando Siuiti Ito
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 21/10465-7 - Explorando a dinâmica de agregação/desagregação de uma proteína da matriz de Golgi sob condições de estresse
• Beneficiário: Luis Felipe Santos Mendes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 20/15542-7 - Construção e caracterização de micro-reatores da proteína clorocatecol 1,2-dioxigenase que utilizam domínios de baixa complexidade como adesivos moleculares
• Beneficiário: Antonio José da Costa Filho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular