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在哺乳动物细胞中,β-Arrestins呈现出广泛表达的特征,且在神经系统和淋巴系统中分布最多。它们主要作为G蛋白偶联受体(GPCR)信号的负调节因子,在受体脱敏、受体内吞、蛋白酶体途径降解、细胞凋亡以及多种细胞信号转导中起着重要的作用。还有研究表明,β-Arrestin分别将JNK3和MKK4、ASK1,ERK和MEK1、Raf招募至一起形成信号复合体,发挥脚手架蛋白功能。本课题主要探索β-Arrestins在H2O2诱发的氧化应激反应中的重要分子ASK1及其信号通路的调节作用。
我们的研究表明,在HEK293细胞中,β-Arrestin1和β-Arrestin2都可以与ASK1相互作用;并且缺失Ndomain的ASK1(ASK1-ΔN)依然可以与β-Arrestins相互结合,但是缺失了C domain的ASK1(ASK1-ΔC)不能与β-Arrestins结合。这说明了ASK1的C domain是两者相互作用所必需的。过表达和RNAi实验都表明,β-Arrestins下调了细胞内的ASK1蛋白水平,而对ASK1 mRNA并没有影响。进一步研究表明,β-Arrestins是通过泛素-蛋白酶体途径降解了ASK1,从而削弱了ASK1-JNK凋亡信号,最终导致H2O2诱导的细胞凋亡受到抑制。我们还发现,短时间的H2O2刺激会使得β-Arrestins与ASK1的结合量增多,从而导加速了ASK1的降解。RNAi干扰掉内源的β-Arrestins会抑制H2O2诱导的ASK1降解。考虑到β-Arrestins本身并没有E3连接酶活性,但是它们可以与许多E3连接酶相互作用。我们同样发现,β-Arrestins可以与E3连接酶CHIP相互作用,并且β-Arrestins与CHIP、ASK1形成三元复合物,增加了CHIP介导的ASK1的降解。RNAi干扰β-Arrestins减弱了CHIP对ASK1的降解;且RNAi干扰掉CHIP抑制了β-Arrestins介导的ASK1降解。说明β-Arrestins可能是作为CHIP和ASK1脚手架蛋白发挥作用的。
综上所述,本研究揭示了β-Arrestins作为脚手架蛋白,招募CHIP和ASK1形成三元复合物,促进了CHIP介导的ASK1的泛素化降解,负调节了H2O2产生的氧化应激诱导的细胞凋亡。