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TXNIP (硫氧还蛋白相互作用蛋白)负调节硫氧还蛋白的抗氧化活性并参与多种细胞过程。它的功能异常与多种人类疾病如糖尿病,急性髓性白血病和心血管疾病等相关。E3泛素连接酶Itch (Itchy同源物)多聚泛素化TXNIP可促使其通过泛素-蛋白酶体途径降解,这种Itch介导的多聚泛素化TXNIP依赖Itch的四个WW结构域与TXNIP的两个PPxY基序(PPCY和PPTY)的相互作用。然而,这种TXNIP与Itch相互作用的分子机制仍然不清楚。在本研究我们通过ITC实验发现,Itch的四个WW结构域中的每一个WW都与TXNIP的PPxY基序弱结合,且结合能力不同,而Itch的两两串联的WW结构域和TXNIP的串联PPxY基序的结合能力显著增强,表明多价结合模式可能是调控WW和PPxY基序相互作用的选择性及亲和力的分子机制。该结果也表明,在体内Itch可能通过串联的WW结构域如(WW1-WW2,WW3-WW4等)来识别和结合TXNIP串联的PPxY基序。此外,PPxY基序中的酪氨酸残基磷酸化(PPx(pY))将破坏PPxY基序与Itch的相互作用,而结合含SH2结构域的蛋白,如SHP2, Src,Vav2等,表明磷酸化可以作为PPxY基序功能调节的一个开关,从而调控TXNIP的降解及功能发挥。最后我们通过蛋白质结晶和X-射线衍射技术解析了高分辨率的Itch的WW3-WW4-PPCY、SHP2的SH2-PPT(pY)及Vav2的SH2- PPC(pY)的复合物结构,结构分析表明Itch的第三和第四个WW结构域可以同时识别TXNIP的两个PPxY基序,支持了 Itch和TXNIP之间的多价结合模式,此外,酪氨酸残基的磷酸化将破坏WW结构域和PPxY基序的相互作用,但其却是SH2结构域与PPx(pY)基序间相互作用所必需的。