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人Trihydrophobin1(Till)基因是果蝇DrosophilaTill基因的同源物,是D.T.Bonthron等人在2000年通过定位克隆方法得到的一个新基因。序列分析表明,该基因序列从Drosophila果蝇到人之间高度保守,其位于染色体20q13上,转录产物为2.4kb,蛋白产物分子量约为65.8kd。Nothern检测表明其在组织分布广泛,在心肌和骨骼肌,肾脏,肾上腺,甲状腺里高表达。尽管其进化上高度保守,目前对于其功能研究还是一片空白。
我们实验室首先报导了新基因THl编码产物,Trihydrophobinl蛋白,无论在体外和体内都能够特异的与Raf激酶家族中的A—Raf激酶结合,而非B-Raf或C-Raf.为进一步研究其可能具有的生物学功能,我们构建了一系列THl的缺失突变体,通过酵母系统和GST-pulldown实验证实了THl蛋白N端卜372氨基酸组成的区域对于这种结合是至关重要的。在HEK293和SMMC-7721肝癌细胞中,无论在静息状态还是当A-Raf受到血清刺激或癌基因Ras和Src激活后都表现为与THl蛋白的结合并且这种结合随着A—Raf激酶活性的增强而增强。这些现象促使我们进一步研究THl与A-Raf的结合究竟会对A-Raf的激酶活性产生什么影响。我们发现在上述细胞系中过表达THl后,A-Raf的激酶活性明显下降,并有明显的剂量依赖关系;而B-Raf和C-Raf激酶活性并不受影响。通过构建稳定表达THl的细胞株,经过流式细胞仪检测后,我们发现过表达THl蛋白能够使细胞在G0/G1期增多而S期细胞数明显减少,这与我们绘制细胞生长曲线的过程中观察到的细胞生长速度减缓现象是一致的。有趣的是我们还发现THl蛋白也同样受到A-Raf激酶地调控,表现为其可以被具有激酶活性的A-Raf磷酸化,这提示THl可能是一种新的A-Raf激酶底物分子,但是A-Raf作用于THl分子中的具体位点还有待于进一步的确定。
在接下来的研究中,我们发现THl还可以与A-Raf/MEKl/ERKl通路中的其他的组分比如MEKl和ERKl分别能够结合,这提示THl可能作为构架蛋白的可能性。我们发现,THl能够和A-Raf,MEKl,ERKl形成多元复合物,并能够分别与这些蛋白直接结合。在体外重组蛋白结合实验中,可以发现THl能够干扰A—Raf/MEKl以及MEKl/ERKl间的相互作用,起到了分离阻隔上游激酶和下游底物之间的作用。同样的结果在体内结合实验中也得到了证实。有趣的是,TH1对于此通路激酶级联反应的调控主要作用于A—Raf/MEKl这个层次,它能够显著的抑制A~Raf激酶的活性,而对于下游的MEKl和ERKl的激酶活性并无明显影响。这表明在调控ERKMAPK这条通路的过程中,它是高度特异性的一个调节分子。对于Elk-1报告基因的荧光素酶测活实验中,我们发现TH1的过表达确实能够显著的抑制ERKMAPK通路的激活,这与我们以前的发现细胞周期的阻滞,生长曲线实验中观察出来的结果是一致的,表明THl是ERKMAPK信号通路的一个新的特异的抑制调节蛋白。
为了进一步丰富对于新基因THl的认识,在运用酵母双杂交系统筛选人胎脑cDNA文库寻找THl新的结合蛋白的过程中,我们发现了E6AP(UBE3A)和NP220这两种新的作用蛋白,并在体内免疫共沉淀实验中证实了与E6AP的相互作用。E6AP在依赖泛素的蛋白酶体降解通路中作为一种泛素一蛋白连接酶(E3)而发挥作用。我们发现THl蛋白能够受到E6AP参与的泛素化降解调控。
本课题研究THl蛋白与A-Raf间的相互调控关系;研究THl与MEKl及ERKl等多者间的作用模式,阐明了THl作用于该信号通路的机制;研究E6AP与THl间的关系,以探索THl与依赖泛素的蛋白酶体降解通路的间的关系。