AP2
개요
AP2 (Adaptor Protein 2)는 clathrin-coated vesicle의 inner coat layer를 형성하는 adaptor protein이다. AP2는 plasma membrane과 clathrin 사이에 위치하여 cargo selection과 clathrin recruitment를 매개한다.
구조
AP2는 네 개의 다른 protein subunit로 구성된 complex이다:
- α subunit
- β2 subunit
- μ2 subunit
- σ2 subunit
Conformation Switching Mechanism
AP2는 phosphoinositide에 의해 조절되는 conformation switch를 가진다:
Inactive State (Closed)
- Cytosol에서 자유롭게 존재
- Cargo receptor binding site가 buried되어 있음
Active State (Open)
Activation 과정:
- AP2가 plasma membrane의 PI(4,5)P₂와 상호작용
- Conformational change 발생
- Cargo receptor binding site가 exposed됨
- 각 AP2 complex는 4개의 PI(4,5)P₂ molecule과 결합
결과:
- μ2와 σ2 subunit이 cargo receptor의 cytosolic tail 결합
- Cargo receptor는 특정 amino acid sequence motif (endocytosis signal) 보유
- AP2가 membrane에 tightly bind하면 membrane curvature 유도
Cooperative Assembly
AP2의 membrane binding은 highly cooperative하다:
- Lipid-protein interaction: PI(4,5)P₂ binding
- Protein-protein interaction: Cargo receptor cytosolic tail binding
- Membrane curvature induction: Curved membrane이 추가 AP2 binding 촉진
- Clathrin recruitment: AP2가 clathrin binding site 제공
이러한 cooperative binding은 signal을 greatly amplify하여 efficient vesicle formation을 가능하게 한다.
Cargo Selection
AP2는 transmembrane cargo와 cargo receptor를 선택적으로 인식한다:
Recognition Mechanism
- Cargo의 cytosolic tail에 있는 specific amino acid sequence motif 인식
- 대표적 motif 예시:
- Tyrosine-based signal (YXXφ, φ는 hydrophobic residue)
- Dileucine-based signal ([DE]XXXL[LI])
Cargo Types
- Transmembrane proteins: Direct binding to AP2
- Soluble proteins: Cargo receptor를 통해 indirect binding
- Cargo receptor는 lumenal side에서 soluble cargo 결합
- Cytosolic side에서 AP2 결합
다른 Adaptor Protein과의 비교
여러 type의 adaptor protein이 존재하며, 각각 특성이 다르다:
Structure
- AP2처럼 4개의 subunit로 구성된 adaptor protein (예: AP1, AP3, AP4)
- Single-chain adaptor protein도 존재
Specificity
각 adaptor protein은 특이성을 가진다:
- Phosphoinositide specificity: 다른 type의 PIP 인식
- Sequence motif specificity: 다른 amino acid sequence 인식
이러한 specificity로 인해:
- 각 adaptor protein은 특정 membrane에서만 coat assembly 유도
- 특정 subset의 cargo만 특정 vesicle에 packaging