G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors,GPCRs）是一类具有7次跨膜结构的细胞表面受体，数目庞大且功能广泛。视紫红质（Rhodopsin）是经典的G蛋白偶联受体，能够感知光刺激被激活，并介导信号传递。活化的Rhodopsin快速被灭活以便对光刺激再次产生应答，同时防止信号通路过度激活引发细胞凋亡。调控因子Arrestin在Rhodopsin的灭活过程中发挥重要作用。果蝇中存在两种Arrestin分子，Arrestin1和Arrestin2。其中，Arrestin2通过与活化的Rhodopsin结合，空间上阻断G蛋白与之结合，防止信号通路的持续活化，实现Rhodopsin的快速灭活；Arrestin1则主要介导Rhodopsin的内吞灭活。但是目前已知Arrestin1缺少与网格蛋白结合的domain，也缺少与内吞衔接蛋白AP2四个亚基中的β亚基结合的C端位点，该分子如何介导Rhodopsin内吞的分子机制尚不清楚。
　　本论文以果蝇为模式动物，系统解析了Arrestin1调控主要Rhodopsin（Rhodopsin1,Rh1）内吞的机制，发现金属磷酸酯酶（Metallophosphoesterase,MPPE）能够促进Arrestin1与AP2的α亚基的结合并参与调控Rh1的内吞。首先，发现在dmppe突变体果蝇中，光诱导的Rh1内吞显著减少的表型。而在突变体中表达dMPPE能够挽救Rh1内吞异常的表型。说明dMPPE确实参与调控Rh1的内吞。a-Man-II突变体果蝇中Rh1糖基化异常但Rh1内吞囊泡的数目与野生型果蝇没有明显差异，排除了dMPPE缺失导致的Rh1寡糖链修剪缺陷对其内吞的影响。随后dmppe;rh1＞dmppe164-183A果蝇中光诱导的Rh1内吞正常说明dMPPE介导的Rh1内吞不依赖于其磷酸酯酶活性。其次，质谱结果和体内外实验均表明dMPPE能够通过蛋白质与蛋白质的相互作用与AP2α以及Arrestin1直接结合。通过mapping，明确了dMPPE通过C端344位至352位氨基酸基序与Arrestin1结合。两者结合位点突变果蝇（dmppe;rh1＞dmppe344-355A）表现出Rh1内吞囊泡（endocytic Rh1vesicles,ERVs）数目明显减少的表型。对分子机制的研究中，发现dMPPE的缺失不影响Arrestin1的蛋白表达水平，也不影响Arrestin1与Rh1的结合。dMPPE通过促进Arrestin1/AP2α的结合介导Rh1的内吞。另外，在实验过程中发现dMPPE的缺失并不会完全阻断Arrestin1与AP2α的结合。其他分子，如磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PtdIns(4,5)P2）也能与Arrrestin1结合影响dMPPE/Arrestin1/AP2α的结合。这提示磷酸肌醇类分子在此复合物的形成及Rh1内吞中可能发挥一定的作用。最后，norpA突变体背景下敲除dmppe，虽不影响Arrestin2与Rh1复合物的形成，但Rh1的内吞也表现出显著性减少的表型。电镜结果显示dMPPE的缺失能够挽救norpA突变体视网膜退化的表型。Arrestin2与Arrrestin1序列同源性高，且质谱结果显示Arrestin2能与dMPPE结合，揭示了dMPPE可能通过促进Arrestin2与AP2α的结合调控Rh1内吞，进而影响norpA突变体视网膜的退化。
　　本研究揭示了Arrestin1介导的Rh1内吞的分子机制，发现了一个参与Rh1内吞和视网膜退化新的调控分子--dMPPE，明确了dMPPE与Arrestin1的结合位点，证明了dMPPE能够促进Arrestin1与AP2α的结合，填补了Arrestin1与AP2相互作用研究的空白，揭示了dMPPE结合Arrestin1介导Rh1内吞的分子机制。本研究为G蛋白偶联受体的内吞提供了新的分子机制，也为色素性视网膜炎的研究提供新的线索和治疗策略。