本文關(guān)鍵詞： mTORC1 信號(hào)通路 RagA RNF152 GATOR1 泛素化　出處：《華東師范大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：mTORC1是細(xì)胞感應(yīng)微環(huán)境中營養(yǎng)信號(hào)并調(diào)控細(xì)胞代謝及增殖的關(guān)鍵通路。大量的研究發(fā)現(xiàn)mTORC1通過對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種營養(yǎng)進(jìn)行感應(yīng),進(jìn)而對(duì)細(xì)胞內(nèi)的各種生理生化過程進(jìn)行調(diào)控,包括:蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞自噬、脂類的合成以及糖代謝等。細(xì)胞外的生長因子、葡萄糖和氨基酸等都可以激活mTORC1。mTORC1完全激活需要兩類小G蛋白:Rags和Rheb。其中,氨基酸調(diào)控mTORC1信號(hào)通路主要通過Rags復(fù)合體。研究發(fā)現(xiàn)RagA的活性主要受GEF(guaninenucleotide exchange factor)、GAP(GTPase activating protein)以及 GDI(GDP dissociation inhibition)蛋白的調(diào)控。其中,Ragulator蛋白復(fù)合體是RagA/B的GEF,Sestrin可以作為GDI蛋白來調(diào)控Rag復(fù)合物活性。盡管目前發(fā)現(xiàn)了 GATOR是RagA/B的GAP,但是關(guān)于GATOR調(diào)控Rag A活性的具體機(jī)制還不是十分清楚。泛素化修飾是細(xì)胞內(nèi)一類重要的翻譯后修飾,底物蛋白的泛素化過程是細(xì)胞內(nèi)極為精細(xì)的酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng),簡言之,就是游離的Ub在E1、E2和E3的作用下將Ub分子激活并轉(zhuǎn)移到特異的底物蛋白上。大量的證據(jù)表明E3泛素連接酶通過對(duì)底物蛋白進(jìn)行泛素化修飾從而參與了細(xì)胞內(nèi)眾多信號(hào)通路,包括Hippo、NF-κB以及DNA損傷修復(fù)等信號(hào)通路,但是關(guān)于泛素化修飾在mTORC1信號(hào)通路中的研究還不是很清楚�；诖�,我們圍繞泛素化修飾與mTORC1信號(hào)通路展開研究。我們的研究結(jié)果揭示了泛素化修飾參與了 mTORC1信號(hào)通路的調(diào)控。我們的結(jié)果發(fā)現(xiàn)RagA能夠發(fā)生泛素化修飾,并且這一翻譯后修飾還受氨基酸的調(diào)控。我們通過篩選,發(fā)現(xiàn)定位在溶酶體上的E3泛素連接酶RNF152能夠促進(jìn)RagA發(fā)生K63類型的泛素化修飾,從而對(duì)mTORC1信號(hào)通路起負(fù)調(diào)控作用。其具體機(jī)制是:氨基酸饑餓能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的RNF152和RagA的結(jié)合,結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)和免疫印跡實(shí)驗(yàn),我們鑒定了 RagA的泛素化修飾位點(diǎn):142、220、230和244位的賴氨酸。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)RagA被RNF152泛素化之后,能夠形成一個(gè)泛素鏈,這個(gè)泛素鏈能夠招募GATOR1(一種RagGTPases的GAP),從而抑制RagA的活性,對(duì)mTORC1信號(hào)通路進(jìn)行負(fù)調(diào)控的作用。RNF152的缺失導(dǎo)致mTORC1處于超活化的狀態(tài),并且能夠抑制細(xì)胞中由于氨基酸饑餓誘導(dǎo)的自噬�？傃灾�,我們的結(jié)果揭示了 RNF152能夠通過介導(dǎo)RagA的K63類型的多聚泛素化修飾,促進(jìn)RagA與其GAP蛋白GATOR1結(jié)合,最終抑制RagA的活性,對(duì)mTORC1信號(hào)通路進(jìn)行負(fù)調(diào)控。本論文發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞感應(yīng)微環(huán)境營養(yǎng)變化的新機(jī)制,揭示了泛素化修飾是mTORC1活性的重要分子開關(guān),這將進(jìn)一步擴(kuò)展人們對(duì)泛素化修飾在mTORC1信號(hào)通路中的認(rèn)識(shí)。鑒于mTORC1信號(hào)通路在代謝相關(guān)疾病(肥胖、糖尿病、腫瘤等)中的重要性,我們擬在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步揭示RNF152在代謝相關(guān)疾病中的作用。
[Abstract]:MTORC1 is the key pathway of nutrient signal and regulation of cell metabolism and proliferation in a cell sensitive microenvironment. A large number of studies have found that mTORC1 regulates various physiological and biochemical processes through the induction of various nutrients in cells. These include: protein synthesis, autophagy, lipid synthesis and glucose metabolism. Extracellular growth factors, glucose and amino acids can all activate mTORC1.mTORC1. Amino acid regulates mTORC1 signaling pathway mainly through Rags complex. It is found that the activity of RagA is mainly regulated by GEF(guaninenucleotide exchange factor GTPase activating protein and GDI(GDP dissociation inhibition protein. Although it has been found that GATOR is the GAPs of RagA/B, the specific mechanism of GATOR regulating RagA activity is not very clear. Ubiquitin modification is a kind of important posttranslational modification in cells. The ubiquitin process of substrate proteins is an extremely fine enzymatic cascade in cells, in short, That is, free Ub activates and transfers UB molecules to specific substrate proteins under the action of E1E 2 and E3. There is a lot of evidence that E3 ubiquitin ligases are involved in many signaling pathways in cells by modifying the substrate proteins with ubiquitin. These signaling pathways include Hippoprotein NF- 魏 B and DNA damage repair, but the study of ubiquitin modification in mTORC1 signaling pathway is not clear. Our results show that the ubiquitin modification is involved in the regulation of the mTORC1 signaling pathway. Our results show that the Ubiquitin modification can occur in RagA. After screening, we found that E3 ubiquitin ligase RNF152, located on lysosome, could promote the K63 type Ubiquitin modification in RagA. The mechanism is that amino acid starvation can induce the binding of RNF152 and RagA in cells, combined with mass spectrometry and Western blotting. We have identified the ubiquification modification sites of RagA at: 142n 220C230 and 244-Lysine. Further studies have shown that when RagA is ubiquitized by RNF152, it can form a ubiquitin chain, which can recruit GATOR1, thus inhibiting the activity of RagA. Negative regulation of mTORC1 signaling pathway. Deletion of RNF152 causes mTORC1 to be superactivated and can inhibit autophagy induced by amino acid starvation in cells. Our results suggest that RNF152 can promote the binding of RagA to its GAP protein GATOR1 by mediating K63 type polyubiquitin modification of RagA and ultimately inhibit the activity of RagA. In this paper, we found a new mechanism of cellular induced microenvironment nutrition change, and revealed that ubiquitin modification is an important molecular switch of mTORC1 activity. This will further expand the understanding of ubiquitin modification in the mTORC1 signaling pathway, given the importance of the mTORC1 signaling pathway in metabolism-related diseases (obesity, diabetes, cancer, etc.). On this basis, we intend to further reveal the role of RNF152 in metabolic related diseases.
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q25

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7 楊q，

本文編號(hào)：1545302