人類14-3-3ζ和MIZ1及其相互作用蛋白的初步研究.pdf

1、本論文首次發(fā)現(xiàn)了兩對(duì)人類蛋白質(zhì)的相互作用，并分別對(duì)它們作了初步研究和生物學(xué)意義分析：(1)14-3-3ξ和GTP環(huán)化水解酶之間的蛋白相互作用；(2)PIAS蛋白家族成員MIZl和RUFY1的蛋白相互作用。 在論文的第一部分，我們對(duì)14-3-3ζ和GTP環(huán)化水解酶的蛋白相互作用作了初步研究。14-3-3蛋白是在真核生物中廣泛表達(dá)的調(diào)節(jié)蛋白家族。它能結(jié)合及調(diào)節(jié)多種胞內(nèi)的重要功能蛋白，參與神經(jīng)發(fā)育、細(xì)胞生長的調(diào)控、細(xì)胞黏附、信號(hào)傳導(dǎo)、

2、細(xì)胞凋亡等多種生理過程的調(diào)節(jié)。14-3-3蛋白有七種亞型：β(α)、Υ、σ、ε、η、τ、ζ(δ)，其中14-3-3ζ即酪氨酸/色氨酸單加氧酶激活蛋白zeta多肽，由YWHAZ基因所編碼。14-3-3ζ蛋白與精神分裂癥，Alzheimer病，Parkinson病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關(guān)，但該蛋白在這些疾病中的作用機(jī)理尚未研究清楚。 為了進(jìn)一步揭示14-3-3ζ蛋白在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用機(jī)理，尋找與之相關(guān)的蛋白，我們以14-3-3ζ為

3、“誘餌”，運(yùn)用酵母雙雜交技術(shù)篩選人腦cDNA文庫，尋找與14-3-3ζ相互作用的蛋白。排除前人已報(bào)道過的，我們篩選的結(jié)果又新發(fā)現(xiàn)了三個(gè)在酵母內(nèi)與14-3-3ζ相互作用的蛋白：SSFA2、GCH1和ARGBP2。其中GCH1蛋白，即GTP環(huán)化水解酶I，是四氫生物喋呤(BH4)合成過程中的第一個(gè)速率限制酶，該酶與多巴反應(yīng)性肌張力異常，Parkinson病，雙相性精神障礙等疾病有密切關(guān)系。14-3-3ζ與GCH1的相互作用引起了我們的興趣，在

4、研究中我們首先運(yùn)用生物信息學(xué)軟件對(duì)這兩個(gè)蛋白分別作了結(jié)構(gòu)分析，預(yù)測了它們相互作用的可能性，然后通過GST pull-down體外蛋白相互作用實(shí)驗(yàn)和哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)對(duì)它們的結(jié)合作了進(jìn)一步的驗(yàn)證，并通過細(xì)胞共定位研究發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)蛋白共定位于細(xì)胞質(zhì)中。 GCHI基因定位于人染色體14q22.1-q22.2，編碼鳥苷三磷酸環(huán)化水解酶I(GTP cyclohydrolase 1)，為各種激素和神經(jīng)遞質(zhì)，如多巴胺、5-羥色胺、兒茶

5、酚胺、腎上腺素、去甲腎上腺素和氧化亞氮等合成所必需。GCHI基因功能出現(xiàn)異常時(shí)，GTP環(huán)化水解酶I活性降低，導(dǎo)致BH4合成量減少，從而影響黑質(zhì)紋狀體DA的合成，引起紋狀體功能不足的表現(xiàn)，如多巴反應(yīng)性肌張力異常(DRD)，帕金森(Parkinson)癥，神經(jīng)障礙等。14-3-3ζ與GCH1相互作用的發(fā)現(xiàn)為DRD，Parkinson病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病機(jī)理的研究和分子學(xué)診斷提供了新的思路和線索，為作更深入的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。 論

6、文第二部分，我們對(duì)MIZl和RUFYl的蛋白相互作用作了初步研究和生物學(xué)意義分析。PIAS(protein inhibitor of activated STAT)蛋白家族是信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子的蛋白抑制劑，抑制STAT(signal transducer and activatorof transcription)蛋白激活基因轉(zhuǎn)錄的功能。MIZ1屬于PIAS蛋白家族，由于是Msx2相互作用鋅指蛋白(Msx interacting-z

7、inc-finger)而得名。MIZ1蛋白可與特異性的DNA序列結(jié)合而激活轉(zhuǎn)錄，增強(qiáng)Msx蛋白的轉(zhuǎn)錄激活作用。MIZ1蛋白是各種細(xì)胞信號(hào)通路，包括STAT途徑，p53途徑和類固醇激素信號(hào)通路中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，并在SUMO化過程中起E3連接酶的作用。它與DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡等多種重要生理過程密切相關(guān)。我們以MIZ1為誘餌，篩選人胎盤cDNA文庫，首次發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與MIZ1相互作用的蛋白R(shí)UFY1，并通過GST pull-d

8、own體外蛋白相互作用實(shí)驗(yàn)和哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了MIZ1與RUFY1蛋白相互作用的真實(shí)性。RUFY1(RUN and FYVE domain containing 1)蛋白，GenBank登錄號(hào)為NM-001040451，在腦、腎臟、肺、前列腺和睪丸組織中含量豐富。該蛋白中含有FYVE型鋅指結(jié)構(gòu)域，能與含有磷脂酰肌醇-3磷酸鹽(P13P)的磷脂囊泡結(jié)合；能與酪氨酸激酶Etk(tyrosine kinase Etk)相