Rbm38磷酸化影响代谢的分子机制研究

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肥胖导致的新陈代谢失常和许多疾病的发生具有密切的联系。因此,深入研究肥胖的发生以及调控机制对于代谢疾病的预防和治疗具有重要的意义。兼职蛋白(moonlighting proteins)是指具有多种生化或生物物理功能的蛋白,是细胞建立高度复杂的调控网络的关键。近年来,数十种参与中间代谢的代谢酶被报道具有RNA结合能力,此类具有RNA结合蛋白性质的兼职酶(moonlighting enzyme)具有沟通中间代谢和基因表达的功能。但是,关于兼职酶和RNA的相互作用所涉及的分子机制、调控因素以及这种互作对代谢的影响,目前仍存在许多悬而未决的问题。Rbm38(RNA-binding motif protein 38)是肿瘤领域被广泛研究的一个RNA结合蛋白,其在多种人类癌症中发挥着抑癌因子的作用,能通过转录后调控影响癌症相关基因的表达。通过对Rbm38蛋白以及定制的A/A小鼠(Rbm38 Ser X和Thr Y位点去磷酸化突变)的研究,我们揭示了Rbm38在代谢调控中的全新作用。在分子水平上,我们证明了低氧能够介导Rbm38 Ser X和Thr Y磷酸化的激活,并且Ser X和Thr Y的磷酸化可以促进Rbm38的细胞核定位。此外,我们还发现了磷酸化的Rbm38可能依赖的核质运输通路,以及Rbm38调控UCP1转录的分子机制。在动物水平上,我们证明了Rbm38的去磷酸化突变会干扰小鼠的糖代谢,促进脂质在肝脏中的堆积,加剧高脂饮食诱导的肝损伤。在基因水平上,我们通过对A/A小鼠肝脏、附睾白色脂肪组织、褐色脂肪组织的转录组数据的生物信息学分析,筛选出了Nr1d1、Apoa4和Cyp7a1等潜在的受Rbm38调控的代谢相关基因。我们的研究发现了Rbm38及其Ser X和Thr Y的磷酸化在小鼠新陈代谢中的作用,为深入研究兼职酶和RNA的相互作用提供了参考,为靶向Rbm38及其互作蛋白的肥胖治疗方法提供了新的思路。
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