细胞凋亡在肿瘤细胞发生发展以及肿瘤预防治疗等方面有着重大意义,设计与筛选诱导肿瘤细胞凋亡的药物是药学的主要研究内容,其中一氧化氮供体是近十年肿瘤药物筛选的热点。一氧化氮是胞内的一种活泼的自由基,在对神经系统、免疫以及心血管系统的调控中发挥重要作用。一氧化氮在机体主要通过两种方式发挥其生理功能：一种是通过经典的NO-cGMP途径；二是NO对靶蛋白进行翻译后修饰作用,即蛋白质的亚硝基化。蛋白的亚硝基化是指靶蛋白上的半胱氨酸巯基(-SH)在亚硝基化酶的催化下与一氧化氮分子(NO)形成了一个亚硝基硫醇(-SNO)改变蛋白质构象,进而通过改变蛋白活性、蛋白相互作用以及蛋白的核质转运影响蛋白质的功能。研究表明亚硝基化修饰参与了许多重要的生物学过程如细胞增殖、细胞生存以及细胞凋亡等。MAPKs通路参与了细胞的生存、增殖以及凋亡,其中,ERK成为了研究的热点。ERK的活性可以受到多重机制的调节,如下游蛋白骨架调节,核质转运调节以及抑制剂调节等。ERK的异常活化经常导致肿瘤细胞的生长。然而,ERK在肿瘤细胞中发挥作用的具体机制尚不明了。在本研究中,我们做了如下工作：1我们检测了一氧化氮供体硝普钠对MCF-7细胞的凋亡诱导效应,并重点分析了一氧化氮浓度对细胞凋亡的影响。结果显示高浓度的一氧化氮可以有效的诱导MCF-7细胞的凋亡,并伴随caspase-9的活化。2我们检测了在一氧化氮诱导肿瘤细胞凋亡过程中p-ERK1/2的变化,并通过研究过磷酸化突变(TEY-EED)的ERK1/2进一步探讨p-ERK1/2在该过程的作用。结果显示一氧化氮通过抑制ERK1/2的磷酸化诱导MCF-7的凋亡。3在一氧化氮的刺激下,我们通过生物素转换技术首次证明了ERK发生了亚硝基化,并找到了ERK发生亚硝基化的潜在半胱氨酸残基。4我们通过定点突变技术构建了ERK1亚硝基化突变质粒,重点研究了ERK1亚硝基化与磷酸化之间的关系,并且探讨了ERK亚硝基化在一氧化氮诱导的细胞凋亡过程中的意义。结果显示一氧化氮通过对ERK的亚硝基化修饰来抑制ERK的磷酸化,进而诱导MCF-7细胞的凋亡。进一步实验表明ERK亚硝基化调控其活性的机制可能是通过调控ERK核质转运的方式实现的。5为了证明ERK发生亚硝基化的普遍性,我们检测了在其它细胞凋亡诱导剂刺激下的ERK的亚硝基化水平。结果显示,TNF-α以及双氧水都可以有效的促进ERK的亚硝基化。6此外,我们还在Hela细胞中检测了ERK亚硝基化在一氧化氮诱导细胞凋亡的影响。结果显示ERK亚硝基化也可以在Hela细胞中调节一氧化氮诱导的细胞凋亡。综上所述,我们的实验探讨了在一氧化氮诱导细胞凋亡过程中ERK亚硝基化的作用,首次提出了一氧化氮可以通过对ERK进行亚硝基化修饰抑制其磷酸化的活性,进而导致了细胞凋亡。其中ERK1的第183位半胱氨酸残基对其亚硝基化修饰至关重要。同时,我们也证明了ERK发生亚硝基化在细胞内是一个普遍现象,TNF-α与双氧水也可以导致ERK的亚硝基化修饰。这些结果揭示了一氧化氮介导的亚硝基化与ERK在细胞凋亡中的作用之间一个新的联系,这对于深入研究肿瘤细胞的凋亡提供了支持。