高尔基体由堆叠的扁平膜囊组成，膜蛋白在膜囊边缘和内部呈现不同的侧向分布，机制长期不清楚。2026年10月14日，南洋理工大学Lei Lu团队在《Nature Communications》发表了题为《Luminal geometry and coiled coil length determine submembrane localization of type II transmembrane Golgi proteins》的研究，他们通过嵌合体、冷冻电子断层扫描和生化分析，解析了II型跨膜蛋白管腔侧卷曲螺旋与管腔内腔宽度对定位的影响。
研究团队把GPP130和ST6GAL1的胞质尾、跨膜段和胞外域互换，含GPP130胞外域的嵌合体聚集到高尔基体膜囊边缘，缺少该胞外域的嵌合体留在膜囊内部。GPP130胞外域中的近膜卷曲螺旋区域Gstem单独接到ST6GAL1上，仍能把蛋白带到膜囊边缘，去掉Gstem后定位转为膜囊内部。AlphaFold3预测和体外pull-down显示，Gstem形成平行同源二聚体，分析超速离心检测到单体与二聚体峰。Gstem截短到106或104个氨基酸后边缘定位消失，保留157个氨基酸的片段仍能定位到边缘，约160个氨基酸的卷曲螺旋长度成为维持边缘定位的重要条件。
把Gstem替换为Golgin-97的两段各247个氨基酸卷曲螺旋，两种嵌合体都定位到膜囊边缘；其中一段截短到105个氨基酸后边缘定位丢失，截短到157个氨基酸仍能定位。人工设计的平行卷曲螺旋二聚体RCC也有类似长度，接到GPP130上同样产生边缘定位，管腔侧卷曲螺旋的长度而非具体序列成为决定因素。RPE1细胞的冷冻电子断层扫描显示，C3到C5膜囊内部平均只有14到18纳米，膜囊边缘扩张到70到170纳米。Gstem、RCC、97CC1、97CC2和F3的预测长度约24到37纳米，长于内侧和反面膜囊内部的狭窄空间，被限制在扩张的边缘区域。
把GGGstem加上KDEL信号重定向到内质网后，它在部分内质网片层内部减少，在核膜上的占据率只有31%，低于Sec61β的82%，高于Climp63的13%。冷冻电子断层扫描显示，内质网片层内腔平均约60纳米，核膜内腔约40纳米，狭窄区域无法容纳长卷曲螺旋。过表达SUN2管腔域扩张核膜内腔后，GGGstem的核膜占据率从29%升到65%，内腔宽度对定位的约束得到直接支持。人类蛋白质组筛选出的GOLM1和GOLM2等II型跨膜蛋白，带有超过100个氨基酸的管腔侧卷曲螺旋，在高尔基体微堆和天然高尔基体中同样定位到膜囊边缘。
READING
BioPeers
热门跟贴