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蛋白精氨酸甲基转移酶5(Protein Arginine Methyltransferase5,PRMT5)参与许多细胞生物学过程,包括基因转录的起始和延伸、RNA剪接和运输、DNA损伤修复和信号转导等,在个体发育和细胞分化中起着非常重要的作用。目前的研究主要集中在发现酶的底物及其底物甲基化修饰的功能。但是,调控PRMT5的信号转导途径并不清楚。近来,我们实验室发现PRMT5定位于高尔基体并影响其结构。同时,我们还从人类细胞的胞质中分离到了PRMT5的蛋白质复合体。其中GTP酶DNM1L即是PRMT5复合体的一个组分,也是PRMT5复合体中唯一的动力蛋白。已有的研究表明它参与线粒体和过氧化物酶体的分裂;还影响高尔基体的结构,具体机制却不清楚。DNM1L有四个异构体,而且四个异构体表达的组织特异性与疾病相关。因此,有必要研究DNM1L四个异构体与PRMT5的相互作用关系以及DNM1L四个异构体功能的差异,这将有助于我们进一步研究PRMT5复合体的调节机制。
我们将DNM1L-11异构体cDNA的全长(1-2175bp)、N端(1-1299bp)和C端(1237bp-2175bp)分别构建到原核表达载体pET22b和pET28b上,并进一步将DNM1L四个异构体的全长cDNA构建到pET28b、pEGFP-C3和pcDNA3.1(-)Myc/His-HA3 a上。我们在大肠杆菌中筛选了DNM1L-11异构体的表达条件,结果发现只有构建在pET28b的全长DNM1L-11主要表达在上清中。然后,我们从原核细胞中纯化了DNM1L-11的全长蛋白,并用该蛋白制备了多克隆抗体;根据DNM1L-11的纯化条件,我们进一步纯化出了DNM1L四个异构体的蛋白。免疫共沉淀实验结果显示在293T细胞中,PRMT5与DNM1L在体内有相互作用,并给了我们PRMT5与DNM1L不同异构体之间的相互作用或者PRMT5与不同修饰状态的DNM1L之间的相互作用存在差异的提示。体外生化分析发现这四个异构体均不是PRMT5的底物,但提示了DNM1L可能调节PRMT5的甲基转移酶活性。在HCT116细胞中,PRMT5的沉默和过表达不影响DNM1L的蛋白含量。带有GFP标签的DNM1L四个异构体的细胞定位有差异。
通过以上研究,初步揭示了DNM1L与PRMT5的相互作用关系,这为我们深入研究PRMT5的生物学功能和信号转导途径提供了线索,并有助于我们进一步了解甲基化修饰在高尔基体生物发生中的作用。