【摘 要】
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在生物体中,细胞并非静止不动的,生物体的发育等过程中伴随着大量细胞迁移事件的进行。多数迁移细胞具有高度极化的形态,细胞的极化受到多种信号分子的精准调控,例如磷脂酰肌醇(Ptd Ins)和小GTP酶RhoA。磷脂酰肌醇磷酸酶SHIP2催化Ptd Ins(3,4,5)P3水解成Ptd Ins(3,4)P2,并且可以与RhoA相互作用而来降低细胞后部细胞膜内Ptd Ins(3,4,5)P含量,影响Ptd
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在生物体中,细胞并非静止不动的,生物体的发育等过程中伴随着大量细胞迁移事件的进行。多数迁移细胞具有高度极化的形态,细胞的极化受到多种信号分子的精准调控,例如磷脂酰肌醇(Ptd Ins)和小GTP酶RhoA。磷脂酰肌醇磷酸酶SHIP2催化Ptd Ins(3,4,5)P3水解成Ptd Ins(3,4)P2,并且可以与RhoA相互作用而来降低细胞后部细胞膜内Ptd Ins(3,4,5)P含量,影响Ptd Ins相关细胞信号的传递,进而调控细胞局部极化和细胞迁移,与人体发育和肿瘤发展密切相关。蛋白质结构决定功能,结构研究对于理解其发挥功能的机制至关重要。研究SHIP2蛋白与RhoA相互作用区域的结构,乃至SHIP2与RhoA相互作用的分子机制,有助于全面认识SHIP2蛋白的功能及其相关的人体发育和肿瘤发生、发展等过程的机理。本论文中,我们选取了人源SHIP2蛋白中与RhoA相互作用的区域作为研究对象,主要研究内容及结果如下:1.SHIP2截短体蛋白的设计、制备与表征。根据在线软件Pr DOS对SHIP2蛋白进行的无序/有序结构分析,和与已知结构的RhoA互作蛋白PKN1-100序列序列对比,以及SHIP2的结构域分布,设计了两种SHIP2截短体,即SHIP2118-298和SHIP2176-298,并通过大肠杆菌体系分别进行表达和纯化,得到了高产量和高纯度的蛋白样品,通过质谱分析进行了确认。静态光散射实验表明SHIP2118-298和SHIP2176-298蛋白在溶液中均主要以同源二聚体的状态存在。圆二色谱实验表明SHIP2118-298和SHIP2176-298蛋白均含有α螺旋二级结构,主要存在于176-298氨基酸残基区域。液体核磁共振谱图中只观测到无序结构区域残基的化学位移谱峰,说明SHIP2118-298和SHIP2176-298蛋白中有序结构区域的构象不稳定,可能存在动态构象交换。2.SHIP2截短体蛋白与蛋白的相互作用。本研究制备了多种形式的RhoA蛋白样品,包括野生型RhoA、GDP结合态和GTPγS(GTP稳态类似物)结合态样品,以及模拟激活态构象的RhoAQ63L突变体样品。Pull down实验显示SHIP2118-298和SHIP2176-298均可以与GTPγS结合态RhoA以及RhoAQ63L突变体相互作用,证实了SHIP2与激活态RhoA的相互作用,并说明包含176-298残基的SHIP2蛋白区间足以与RhoA的相互作用,是相互作用的主要区域。综上所述,本研究成功制备了可用于结构和功能研究的SHIP2截短体蛋白样品,发现SHIP2在溶液中主要以同源二聚体的状态存在;在前人研究的基础上,成功验证了SHIP2可以与激活态RhoA结合,将SHIP2与RhoA相互作用的主要区域定位在176-298残基区间,并证实这段区间主要呈α螺旋结构;缩短并确认了SHIP2与RhoA相互作用的区域,建立了该区域样品制备的方法;提供了该区域的初步结构信息,为后续深入研究其构效关系奠定了坚实基础,将有力促进对于SHIP2蛋白的功能以及其相关的发育和疾病发生等过程的理解。
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