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丝/苏氨酸蛋白激酶Polo-like kinase 1(Plk1)是一类从酵母到人类都高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族中的一员。目前已经证实丝/苏氨酸蛋白激酶Plk1(Polo-like kinase 1)与不同的细胞周期检查点的精密调控有关,从而确保了细胞周期事件(如DNA修复、双极纺锤体的形成、染色体的分离及有丝分裂的退出)按照严格的时间和顺序正常进行。Plk1的高度表达和肿瘤患者的低存活率之间在统计学上具有显著的相关性,提示Plk1在某些肿瘤类型中可以作为负性预后指标。尽管目前已有不少研究Plk1的报道,但Plk1调控细胞周期及在肿瘤中发挥作用的分子机制并不十分清楚,因此寻找细胞内与Plk1相互作用的分子,为阐明Plk1调控细胞周期的机制及肿瘤等疾病的防治打下坚实的基础就显得十分必要。
本论文旨在使用酵母双杂交技术探寻与Plk1相互作用的蛋白质,为深入研究和理解Plk1在细胞中的功能和地位奠定基础。我们选择了实验室现有的小鼠胚胎干细胞cDNA文库作为基础,首先利用RT-PCR方法获得了小鼠Plk1基因。通过利用酵母双杂交方法,以小鼠全长Plk1作为诱饵蛋白筛选小鼠胚胎干细胞cDNA文库中与其相互作用的蛋白,获得了DDX39(DEAD(Asp-Glu-Ala-Asp)box polypeptide 39)、BAT1A(HLA-B-associated transcript 1A)、NACl(nucleus accumbens-1)、BicD2(bicaudal D homolog 2)、MLL3(myeloid/lymphoid ormixed-lineage leukemia 3)等几个候选蛋白,其中NACl、MLL3与基因的转录调控有关,DDX39、BAT1A与mRNA前体的剪切、加工及mRNA从细胞核转运到细胞质紧密相关,而BicD2与高尔基体的调控紧密相关,提示我们Plk1与基因转录、mRNA前体的剪切、加工、mRNA的运输及胞质分裂中高尔基体的调控有关。进而通过激光共定位,免疫共沉淀、GST-pulldown等方法证实Plk1与DDX39、BAT1A、NACl分别存在直接相互作用,并通过构建缺失体对DDX39、BAT1A、NACl与Plk1相结合的区域进行了验证,为进一步研究Plk1与DDX39、BAT1A、NACl相互作用的生理意义奠定了基础;体外磷酸化实验表明,Plk1可以使DDX39、BAT1A、NACl发生磷酸化,这为Plk1参与基因转录调控、mRNA前体的剪切、加工、mRNA的运输提供了更为直接的证据。Plk1 konckdown之后,细胞的蛋白合成速度明显变慢,这可能是由于DDX39(BAT1A)与mRNA前体的剪切、加工及mRNA从细胞核转运到细胞质紧密相关,而Plk1 konckdown之后,DDX39(BAT1A)参与前体mRNA的加工及mRN转运的活性受到影响,从而使蛋白合成变慢。这些尚未报道的与Plk1相互作用的蛋白分子的发现,为进一步了解Plk1在细胞中的调控机制提供了可能。