本文選題：白質(zhì)消失病　切入點：真核細胞翻譯起始因子2B　出處：《復(fù)旦大學》2010年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：elF2B(eukaryotic initiation factor 2B中文名：真核細胞翻譯起始因子2B)在mRNA的翻譯和調(diào)控中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。eIF2B由5個亞基(α-ε)構(gòu)成,eIF2Bε是五個亞基中最大的一個,它包含了負責催化eIF2 GDP/GTP互換反應(yīng)的催化結(jié)構(gòu)域。eIF2Bε與eIF2Bγ顯示出巨大的序列相似性,二者形成了一個催化亞復(fù)合體,這個催化亞復(fù)合體與eIF2Bα,β和6亞基形成的調(diào)節(jié)亞復(fù)合體形成全復(fù)合體。eIF2B基因突變會導致一種名為VWM(vanishing white matter disease中文名：腦白質(zhì)消失病)的神經(jīng)系統(tǒng)病變,這種疾病的臨床表型非常多樣。為了有助于我們理解VWM的病因,我們研究了eIF2B復(fù)合體的整合和VWM突變對eIF2B功能的影響。我們的數(shù)據(jù)顯示,eIF2Bε和eIF2BγN (?)(?)區(qū)域特定的保守殘基對于這2個亞基之間以及它們與調(diào)節(jié)亞復(fù)合體之間的相互作用是非常重要的。這個區(qū)域與核苷酰轉(zhuǎn)移酶蛋白家族顯示出同源性,但是在此類蛋白質(zhì)中的保守氨基酸殘基并不是GDP/GTP互換反應(yīng)所必需的。eIF2Bε和γ中的第二個保守區(qū)域同樣與亞基間的相互作用相關(guān),這個區(qū)域包含一系列重復(fù)出現(xiàn)的支鏈氨基酸如亮氨酸、異亮氨酸、頡氨酸,eIF2Bε的He 385發(fā)揮了重要的作用。我們還研究了elF2Bβγδε內(nèi)部的一系列VWM突變,這些突變對eIF2B復(fù)合體的形成和GEF活性都顯示出不同程度的影響,這種多樣性可以幫助我們理解VWM臨床表型的多樣性。具體來說就是：(Ⅰ)一些突變,特別是在催化結(jié)構(gòu)域的突變會導致活性的降低；(Ⅱ)在催化結(jié)構(gòu)域的VWM突變會導致eIF2B無法與其底物結(jié)合；(Ⅲ)與之相對的是某些VWM突變?nèi)鏥73G反而顯示出增強的活性；(Ⅳ)某些eIF2Bβ,γ或δ的VWM突變對復(fù)合體形成和GEF活性只有很小的影響或是沒有影響；(Ⅴ)eIF2Bδ突變A391D和R483W都會導致先天性疾病,但是他們對于elF2B復(fù)合體的形成及活性卻有著完全相反的作用(R483W會嚴重地影響復(fù)合體形成和GEF活性,而A391D對兩者都沒有影響)。因此,在疾病的嚴重性和突變導致的eIF2B體外生化性質(zhì)改變之間沒有明顯的相關(guān)性,某些突變可能會影響eIF2B的其他功能(目前末知)。這些數(shù)據(jù)擴展了我們對于eIF2B復(fù)合體的結(jié)構(gòu)組織的認識,并且有助于我們進一步了解這個關(guān)鍵蛋白因子以及它在VWM中的作用。 mTOR(mammalian target of rapamycin)在細胞內(nèi)以兩種不同的復(fù)合體形式存在,即mTORC1和mTORC2。有關(guān)mTORC2的功能研究得還不是很充分,已知的包括調(diào)控細胞骨架重排,細胞存活等。mTORC1作為細胞內(nèi)的中樞調(diào)節(jié)因子參與了多種細胞進程的調(diào)控,如蛋白質(zhì)合成、基因轉(zhuǎn)錄、細胞周期進程、自噬、核糖體的生物合成等。核糖體的合成是細胞分裂過程中非常重要的,進化上高度保守的,需要高度協(xié)調(diào)的復(fù)雜進程,對于細胞保持合適的增殖速度和穩(wěn)定的細胞大小是必須的。核糖體的合成需要三個RNA多聚酶協(xié)同作用才能夠精密地完成,PolⅠ負責轉(zhuǎn)錄核糖體47S pre-rRNA; PolⅡ負責轉(zhuǎn)錄核糖體蛋白質(zhì)的(?)nRNA; PolⅢ負責轉(zhuǎn)錄5s rRNA。mTORC1調(diào)控核糖體的生物合成已經(jīng)成為一個不爭的事實,對于其調(diào)控機制在酵母中研究也取得了令人矚目的成就。在酵母中的研究顯示,TORC1能夠在細胞核和細胞質(zhì)之間穿梭,并且能夠直接和PolⅠ啟動子結(jié)合,磷酸化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子,直接激活PolⅠ的轉(zhuǎn)錄。類似的,TORC1也能夠與TFIIIC結(jié)合磷酸化mafl,解除其對PolⅢ的抑制,而酵母的核糖體蛋白質(zhì)的表達也在轉(zhuǎn)錄水平被mTORC1調(diào)節(jié)。人們試圖在哺乳動物細胞中重復(fù)類似的研究,已經(jīng)取得了一些成就,但也發(fā)現(xiàn)了一些與酵母中完全不同的調(diào)控方式：哺乳動物mTORC1也在核質(zhì)間穿梭,并且能夠直接與TFIIIC結(jié)合磷酸化MAF1進而激活polⅢ的轉(zhuǎn)錄,mTORC1也能夠激活polⅠ的轉(zhuǎn)錄,但是至今沒有證據(jù)顯示mTORC1能夠直接與polⅠ啟動子結(jié)合,磷酸化并激活相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子。而mTORC1對哺乳動物核糖體蛋白質(zhì)的調(diào)控已經(jīng)被證明是在翻譯水平而不是轉(zhuǎn)錄水平,而mTORC1對于rRNA加工的調(diào)控還不是很清楚。在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)mTORC1能夠直接和rRNA加工過程中的重要蛋白質(zhì)BOP1在體內(nèi)和體外直接的相互作用,而缺乏N端264個氨基酸的一個負顯性突變雖然在體外可以與mTORC1相互作用,但是在體內(nèi)卻不能,暗示細胞定位對于其相互作用是必須的。此外,我們發(fā)現(xiàn)BOP1所在的PeBoW復(fù)合體缺陷(siRNA沉默實驗和表達負顯性突變實驗)能夠作用于mTORC1信號通路,提高(?)nTORC1下游底物S6K1的磷酸化水平和激酶活性,而不會影響(?)nTORC1另一底物4EBP1的磷酸化水平,這種只針對S6K1的特異性調(diào)控與Actinomycin D以及rapamycin的效果類似。這暗示mTORC1對于其下游不同的底物可以以不同的方式進行調(diào)控。此外,我們發(fā)現(xiàn)BOP1內(nèi)部有個mTORC1底物特異性基序--TOS基序,突變這個基序會減弱BOP1△的負顯性表型(對S6K1的反饋激活,對rRNA加工的阻斷和對細胞周期的抑制)。并且我們發(fā)現(xiàn),這種調(diào)控不像DNA損傷壓力那樣是通過激活p38MAPK通路激活mTORC1。我們還發(fā)現(xiàn)BOP1是一個磷酸化蛋白質(zhì),暗示BOP1在翻譯后水平受到某些激酶的調(diào)節(jié),以迅速響應(yīng)細胞內(nèi)外的信號轉(zhuǎn)導事件。BOP1S126S127是其磷酸化位點之一,PKA和CKII能夠在體外磷酸化BOP1。我們的結(jié)果顯示mTORC1在rRNA的加工過程中發(fā)揮了重要的作用,另外PeBoW復(fù)合體特異性的rRNA加工阻斷會作用于mTORC1并特異性地激活S6K1,對十這種現(xiàn)象的生物學意義還不是很清楚。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：復(fù)旦大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：R346

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 丁鋒;亞國偉;;非小細胞肺癌不同分期與4EBP1、S6K1的表達[J];航空航天醫(yī)學雜志;2011年04期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前2條

1 任立芹;曾翠平;張宏福;;S6K1基因在艾維茵肉雞和黃羽肉雞中的表達量的研究[A];第四屆中國畜牧科技論壇論文集[C];2009年

2 徐小燕;于艷秋;于秉治;;小鼠受精卵早期發(fā)育過程中mTORC1對S6K1的Thr389磷酸化的影響[A];中國病理生理學會第九屆全國代表大會及學術(shù)會議論文摘要[C];2010年

相關(guān)博士學位論文 前4條

1 劉銳;Ⅰ.eIF2B結(jié)構(gòu)功能研究及其與VWM的關(guān)系 Ⅱ.rRNA加工受mTOR的調(diào)控及對S6K1的調(diào)節(jié)[D];復(fù)旦大學;2010年

2 李樹穎;S6K1在肝臟胰島素抵抗及脂肪肝中作用機制的研究[D];天津醫(yī)科大學;2009年

3 廖八根;耐力運動和高脂膳食大鼠骨骼肌表型適應(yīng)的分子機制[D];南方醫(yī)科大學;2008年

4 徐小燕;PI3K催化亞基p110α和S6K1在小鼠受精卵早期發(fā)育中作用的研究[D];中國醫(yī)科大學;2009年

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 任立芹;艾維茵肉雞和黃羽肉雞中S6K1和eIF-4E基因的時空表達[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2008年

2 孔宇;mTOR、4EBP1及S6K1蛋白在直腸腺癌組織中的表達及意義[D];鄭州大學;2008年

，

本文編號：1573590