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表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)与细胞膜上的表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)特异性结合后,使磷脂酶C-gammal(phospholipase C-<,γ>1,PLC-<,γ>1)发生酪氨酸磷酸化激活,水解细胞膜上的磷脂酰肌醇二磷酸(phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate,PIP<,2>)生成第二信史分子二酰基甘油(diacylglycerol,DAG)和肌醇三磷酸(trisphosphate inositol,IP<,3>),其中IP<,3>通过作用于内质网膜上特异的IP<,3>受体引起内质网上Ca<2+>释放,DAG则通过激活蛋白激酶C(protein kinase C,PKC),以磷酸化的形式对许多蛋白和酶进行修饰,从而调控一系列生理过程.EGFR介导的肌醇磷脂代谢循环通过上述机制在细胞的生长与分化等方面发挥着重要作用.由于细胞信号转导通路的复杂性和交互性(Cross-talking),传统的生化和细胞生物学等实验方法很难动态性地描述细胞内信号的传递情况,所以建立数学模型描述细胞信号传递过程,分析引起细胞内信号表达发生变化的分子机制,阐述信号分子表达上调(下调)后对细胞生命活动的影响,预测分子干涉手段的效果等方面的研究越来越成为细胞信号转导的重要研究内容之一.对于EGFR介导的PLC-<,γ>1水解细胞膜上肌醇磷脂及其下游的信号通路,该文以已有实验数据为基础,根据质量作用定律和生化反应特性建立了在简化参数条件下EGFR介导的PLC-<,γ>1水解PIP<,2>生成IP的数学模型,该模型提出了关于蛋白激活浓度φ<,i>的简化算法,初步解释了信号分子间的相互作用关系和参数所表示的动力学特性.该课题还通过相关的细胞和生化实验,检测了不同浓度的EGF引起的NIH3T3小鼠胚胎成纤维细胞中EGFR的磷酸化,并检测了在DAG激酶抑制剂R59022存在下,不同浓度的EGF对DAG累积量的影响,实验结果表明DAG含量和磷酸化的EGFR之间存在着sigmoidal函数关系;以此实验结果为依据,建立了EGFR介导的PLC-<,γ>1水解PIP<,2>生成DAG的数学模型,并得到了和实验一致性吻合较好的模拟结果.该模型成功地描述了DAG、PIP<,2>、EGFR、PITP之间的相互作用情况,显示了PLC-<,γ>1分子和PIP<,2>分子间的结合存在着正向协同作用,解释了参数变化对模拟结果的影响并预测了分子干涉的效果.该课题为进一步研究EGFR介导的PLC-<,γ>1水解细胞膜上肌醇磷脂及其下游信号传递过程的动态变化、预测药物抑制剂(激动剂)的效果以及肌醇磷脂代谢循环和其它信号转导通路的关系提供了一种新的思路.