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研究背景和目的:甲基化-CpG-结合蛋白 2(Methyl-CpG-binding protein 2,MeCP2)最早被鉴定为一种与甲基化DNA特异结合的蛋白质,在大脑中表达丰度明显高于其他组织,主要分布于细胞核中。随着科学研究的深入,现在多认为MeCP2具有多功能调节基因表达(可作为转录抑制因子和激活因子)和表观遗传调控相关的作用。MeCP2通过不同结构域,与多种蛋白相互作用形成复合物,在神经发育、细胞分化、细胞周期和凋亡等生物过程发挥复杂而重要的功能作用。当MECP2发生异常,会导致多种神经系统相关疾病,如Rett综合征便是典型的由于MECP2基因发生突变导致的神经退行性疾病。但是目前针对MeCP2在神经系统的功能作用以及与其相关疾病发生的病理机制还不甚清楚。因此本实验旨在探索脑组织中MeCP2相互作用蛋白及这些蛋白之间相互作用的功能关系,为深入研究MeCP2蛋白功能提供一定的线索和支持。方法:首先通过免疫共沉淀-蛋白质谱方法联用(CoIP-MS),鉴定到不同脑组织中MeCP2复合物中的成员,利用生物信息学方法,对高可信度相互作用蛋白参与的生物过程和功能进行聚类分析。并采用了免疫共沉淀-Western Blot(CoIP-WB)实验进行体内相互作用验证,并通过原核蛋白表达、纯化技术得到相关融合蛋白进行表面等离子互作和GST pull-down实验进行体外相互作用验证。最后通过CK2激酶进行体外磷酸化,经特异性识别带有丝氨酸或苏氨酸磷酸化肽段的磷酸化抗体进行Western Blot实验和蛋白质谱检测鉴定,确定了 MeCP2与CK2激酶的相互作用功能关系。结果:通过CoIP-MS实验结果和相关生物信息学分析显示,我们发现鉴定到的MeCP2相互作用蛋白多与细胞黏附、RNA剪接、突触传递、细胞分化、亚细胞定位、mRNA代谢调控、细胞凋亡、有丝分裂、蛋白折叠修饰等生物过程相关。CoIP-MS实验结果和CoIP-WB体内验证发现MeCP2与CK2激酶在体内存在相互作用关系,在细胞内形成了蛋白质复合物。GST pull-down实验结果显示,CK2激酶的两个催化亚基都能在体外与MeCP2发生直接的相互作用联系。最后在体外磷酸化实验中,我们发现CK2激酶能够在体外对MeCP2蛋白进行磷酸化修饰,经蛋白质谱修饰位点的鉴定,发现磷酸化位点显示在Ser13和Ser204。结论:MeCP2在神经系统可能以不同形式复合物广泛参与多种生物过程,发挥重要的表观遗传调控作用。体内外实验证实MeCP2在体内外与CK2激酶存在直接相互作用;且经过功能验证发现,CK2可以在体外磷酸化MeCP2 Ser13和Ser204这两个位点,为MeCP2存在Ser13和Ser204这两个可磷酸化位点及其上游磷酸激酶提供了直接证据。