人HsSAD1基因的克隆和特征分析暨HsSAD1蛋白激酶功能为14-3-3所调节的机制研究

来源 :复旦大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:xuanchen21
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在真核生物中,大多数信号传导事件均受蛋白激酶所调节。通过对底物活性的修饰,蛋白激酶控制着细胞的多种生理过程,包括代谢、转录、细胞周期进程、细胞骨架重排,以及细胞运动、凋亡、和分化等。 我们应用蛋白质重要功能域同源筛选策略,克隆到一个人类BRSK激酶家族的新成员HsSADl。该基因全长3109bp,编码778个氨基酸,含有19个外显子,定位于染色体19q134。在HsSAD1的N端34—285位氨基酸含有一个典型的Ser/Thr蛋白激酶结构域。体外激酶实验证实HsSADl具有激酶活性,而它的K63M突变体则缺乏激酶活性。发现激酶活性对于维持HssADl的亚细胞定位是必须的,在HEK293T细胞中的定位实验显示该激酶的野生型呈全细胞分布,而该激酶的失活突变型仅分布于胞质。人体16种组织的表达谱分析显示凰HsSAD1主要在脑和睾丸中呈现高表达,而在心脏,前列腺,胸腺,胰腺以及子宫中仅显示低水平表达;脑各区域的表达谱分析进一步显示,该基因在小脑、大脑皮质、延髓、枕叶、颞叶、额叶、壳核中均呈高表达,而在脊髓的表达丰度则较低。此外,通过对人脑cD№文库的酵母双杂交筛选,发现多个可以与HssADl互作的分子,如RanBPM、MAPlB和14—3—3β等。 由于BRSK家族的激酶是一个非持续激活的激酶,而是可能需要其它互作蛋白对其激酶活性状态进行间歇的调节。基于酵母双杂交筛选的互作蛋白中,有一个14—3—3B蛋白,该蛋白家族成员正是多种蛋白激酶的调节蛋白。为此,我们通过免疫共沉淀和GST~puUdown的方法,分别从体内和体外实验验证了14—3—3β蛋白正是HsSADl的调节蛋白之一。然而人类的14—3—3蛋白家族具有β、n、γ、o、τ、ε、(7个不同的亚型,这些亚型虽然从结构上是高度保守的,功能上却不完全一致。为了解HssADl与这些14—3—3蛋白的互作是否具有亚型的特异性,我们又克隆了人类除14—3—3β以外的6个亚型,并验证了它们和HsSADl的互作,发现仅有14—3—3B、n、y、0亚型能和HsSADl相互作用。因为与14—3—3蛋白结合的配体蛋白通常为磷酸化蛋白,为了求证和14—3—3β蛋白结合的HsSADl激酶是否为磷酸化蛋白,一方面我们分别突变了14—3—3蛋白上能结合磷酸化蛋白的关键氨基酸5l位赖氨酸、58位和129位的精氨酸为丙氨酸(14—3—3βK51Aand14—3—3βR129A),验证了突变了的14—3—3蛋白不能与HsSADl互作;另一方面发现用入一PPase磷脂酶去除了磷酸化的HsSADl也失去和GSTl4—3—3B互作的能力。我们发现激酶的活性丧失后则两者的相互作用消失,同时又发现HssSADl激酶具有自身磷酸化的特性。这些结果提示HsSADl的自身磷酸化产生了14—3—3蛋白的结合位点。为了确定HsSADl与14—3—3β的作用区域,我们将HssADl蛋白从c端进行缺失突变体的构建。通过互作实验将HssADl与14—3—3的互作区域局限于HsS仰1蛋白的349—500位氨基酸。最后我们调查了14—3—3蛋白与HsSAD1的互作对HsSAD1的功能影响。我们发现细胞中14—3—3B的过量表达可以抑制HsSAD1的激酶活性;重组表达的14—3—3β蛋白也能抑制HsSAD1的激酶活性。这些结果表明14—3—3蛋白不但是激酶HssADl的互作蛋白,同时也是HsSAD1活性调节蛋白。在细胞周期试验中,我们发现14—3—3β蛋白能部分减弱HsSAD1诱导的G2/M期的阻滞。该结果进一步说明了14—3—3蛋白是HsSAD1功能作用的重要调节蛋白。 另外,我们报道了一个新的人类卜脂酰甘油一3一磷酸一酰基转移酶基因AGPAT7的克隆与特征。卜脂酰甘油一3一磷酸一酰基转移酶是真核生物甘油酯类的生物合成中的一个关键酶。迄今为止,在人的卜酰基甘油一3一磷酸一酰基转移酶家族中已经报道了6个成员,分别命名为APGAT1-6。我们发现的AGPAT7基因定位于染色体15q24区段。该基因编码524个氨基酸;在123—234氨基酸处有一个酰基转移酶结构域。人18种组织中的表达谱分析显示,AGPAT7在子宫,胸腺,胰腺,骨骼肌,膀胱,胃,肺和睾丸组织中有广泛表达。Hela细胞的亚细胞定位结果显示该酰基转移酶主要定位于细胞内质网上。
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