去泛素化酶USP7增强转录因子MafB稳定性的机制研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tansb87
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目的:  越来越多的研究认为转录因子MafB在多种肿瘤中高表达,与恶性程度和不良预后密切关联。MafB蛋白可以通过泛素-蛋白酶体途径(UPP)降解,因此通过UPP  对MafB蛋白水平进行调控对MM的治疗具有非常重要的意义。目前对MafB蛋白发生泛素化修饰过程中涉及到的一系列酶尚未见报道,本研究利用亲和纯化偶联质谱法(AP-MS)筛选并鉴定能够调控MafB蛋白泛素化过程的去泛素化酶(DUB),并阐明该DUB对MafB蛋白稳定性调控的分子机制,从而为治疗MM提供更多的理论依据。  方法:  1.在HEK293T细胞中过表达MafB质粒,采用免疫共沉淀分离与MafB的相互作用蛋白质,进一步采用质谱学分析和鉴定蛋白质,通过比对数据库信息分析质谱中检测到的蛋白质,找到与MafB蛋白泛素化过程相关的去泛素化酶;  2.通过免疫共沉淀(Co-IP)验证USP7和MafB的相互作用;  3.通过免疫沉淀(IP)和Western Blot(WB)方法分析USP7对内源性和外源性MafB蛋白泛素化水平的调控作用,通过WB方法检测USP7对MafB蛋白稳定性的影响;  4.使用放线菌酮(Cycloheximide, CHX)处理细胞后分析USP7对MafB蛋白半衰期的影响;  5.利用分子克隆方法构建USP7的功能性截短体,通过IP和WB方法检测USP7和MafB的相互作用结构域;  6.利用分子克隆方法构建MafB特异性识别元件,通过荧光素酶活性实验检测USP7对MafB转录活性的影响;  7.收集临床多发性骨髓瘤病人样本,用反转录PCR(RT-PCR)检测分析病人样本中USP7在mRNA水平的表达情况;收集包括多发性骨髓瘤细胞株在内的多种肿瘤细胞株,Western Blot检测USP7以及MafB的蛋白表达情况;  8.使用小分子抑制剂P5091抑制USP7功能,通过WB、IP方法检测MafB蛋白泛素化的水平。  结果:  1. AP-MS分析在MafB的共沉淀复合物中存在多个与泛素化关联的蛋白质,其中之一为去泛素化酶 USP7,提示 USP7与 MafB蛋白可能存在相互作用。其中 MafB特异性肽段覆盖率达到50%,USP7特异性肽段覆盖率为12%。这一假说在随后的细胞试验中得到了证实。在工具细胞HEK293T中共转染MafB和USP7的质粒,24小时后提取细胞总蛋白,在MafB的免疫沉淀复合物中WB证实了UPS7的存在。同时在HeLa细胞中转染USP7发现USP7能与内源性的MafB相互结合。  2.在HEK293T细胞中共转染USP7和MafB或者在HeLa细胞中转染USP7质粒,然后免疫沉淀分析,发现USP7能降低外源性和内源性MafB蛋白的泛素化水平。  3.由于MafB可以经由泛素蛋白酶体降解,进一步的研究发现USP7增强MafB蛋白稳定性呈浓度和时间依赖性趋势,同时延长MafB的半衰期。值得注意的是USP7也能增加同属于Maf家族的MafA和c-Maf蛋白的稳定性。  4.为了阐明USP7是否能调节Maf蛋白的基因转录调节活性,我们构建了Maf蛋白特异性响应单元驱动的荧光素酶报告基因系统,结果发现USP7能显著性提高促进MafB转录活性,并且发现这一转录活性能被USP7的抑制剂P5091所下调,进一步证明USP7对Maf蛋白的调节作用。  5.USP7截短体与MafB蛋白质免疫共沉淀结果显示USP7的TRAF结构域和HUBL结构域能够和MafB发生相互作用,TRAF结构域能够明显降低MafB蛋白的泛素化水平。  6.在细胞MafB蛋白的表达谱的研究中发现多发性骨髓瘤病人样本中USP7和MafB的mRNA表达水平高于正常人,并且USP7的表达水平与MafB蛋白质的稳定的表达呈高度一致性。进一步收集多种肿瘤细胞株WB检测结果显示在多种肿瘤细胞中USP7和MafB的蛋白水平均高表达,在MafB蛋白高表达的细胞株中USP7蛋白也高表达,结果提示我们两者蛋白表达存在相关性。  7.由于USP7的去泛素化酶作用可以被P5091的小分子物质所抑制,抑制USP7功能后,MafB的泛素化水平明显上调、转录活性增强;在 RPMI-8226细胞中处理P5091后,免疫沉淀结果显示 P5091亦上调RPMI-8226内源性MafB蛋白泛素化水平。  结论:  本研究利用AP-MS、WB以及IP等实验方法发现USP7能够结合并使MafB蛋白泛素水平降低。USP7因而增强了MafB的蛋白稳定性,提高了MafB转录活性。进一步研究表明USP7主要通过其TRAF结构域和HUBL结构域与MafB发生相互作用,TRAF结构域发挥重要的去泛素化功能。USP7在MM等多种肿瘤细胞中高表达,与MafB的蛋白质水平呈一致性。抑制USP7能使MafB的蛋白质水平下调,并抑制MafB的转录活性。
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