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自噬-溶酶体途径(Autophagy-lysosomal pathway，ALP)是真核生物细胞内用来抵抗病原菌，清除变性蛋白和异常细胞器的主要机制之一。自噬-溶酶体途径的异常和包括帕金森症、阿兹海默症在内的多种神经退行性疾病以及癌症密切相关。目前，很多研究试图找到调控该途径的关键蛋白用于疾病治疗。 研究表明，TFEB是自噬-溶酶体途径的主要调控蛋白。作为一个转录因子，TFEB负责转录一系列溶酶体相关以及自噬相关的基因，因而在自噬-溶酶体途径中扮演着极其重要的角色。营养充足时，mTORC1可以磷酸化TFEB。磷酸化的TFEB被14-3-3蛋白识别并结合形成复合物，从而使得TFEB滞留在细胞质中，不能发挥转录活性。当机体处于饥饿或胁迫状态时，TFEB可以被Calcineurin去磷酸化。去磷酸化后的TFEB不和14-3-3结合，所以可以进入到细胞核中，从而调节溶酶体和自噬相关基因的转录，以维持细胞稳态。已有研究表明，14-3-3蛋白对TFEB的识别与结合依赖TFEB中Ser142和Ser211位点的磷酸化。然而，这两个位点都不是典型的14-3-3结合序列。因此，TFEB和14-3-3相互作用的具体机制依旧不是很清楚。与此同时，14-3-3和TFEB形成复合物后导致TFEB不能入核的分子机制也不清楚。 在本论文中，我们通过生物化学以及细胞生物学等实验方法证明了TFEB和14-3-3的结合需要TFEB中磷酸化Ser211位点，而Ser142位点则不直接参与结合14-3-3。进一步，我们解析了14-3-3和磷酸化的TFEB Ser211小肽的复合物结构。经过结构分析，我们发现磷酸化的TFEB Ser211与14-3-3以一种特殊的方式相互作用。对相互作用界面上的氨基酸进行点突变后会影响TFEB的亚细胞定位。根据序列分析，我们发现TFEB的Ser211位点和核定位序列距离很近，所以推测14-3-3和TFEB结合后，遮挡了TFEB的核定位序列，从而使得TFEB滞留在细胞质中。本文中发现的TFEB和14-3-3的新的结合模式有助于发现新的14-3-3结合蛋白。同时，本论文中对于TFEB和14-3-3结合机制的研究对于以TFEB为靶点的新的治疗方案的研究有指导作用。 除此之外，本文还对SUN/KASH复合物的结构和功能进行了深入研究。LINC复合物通过SUN/KASH复合物贯穿整个细胞核膜，LINC复合物是连接细胞骨架和细胞核骨架的桥梁。SUN1和SUN2是SUN家族中在哺乳动物细胞里最丰富的蛋白。在SUN2中，预测的coiled-coil结构域可以形成一个三股螺旋束式的自抑制结构域(AID)，来抑制SUN结构域的活性。为了验证这种自抑制机制在SUN1中是否存在，我们解析了SUN1的中相同片段的晶体结构。结果表明SUN1和SUN2的结构非常保守，在SUN1也有相似的自抑制结构域。同样，SUN1的自抑制结构域也形成三股螺旋束的构象并和SUN结构域相互作用，而且在SUN1，这种相互作用更加紧密。打破AID-SUN1之间的相互作用界面可以恢复SUN结构域结合KASH的活性。因此，本论文证明了AID调控SUN家族自抑制机制都是很保守的。