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Tankyrase是一种进化上保守,多元化的蛋白,它由于被发现能够影响端粒结合蛋白对端粒的稳定作用,而作为与衰老和癌症密切相关的蛋白,成为继端粒酶后又一个细胞癌变机制和癌症治疗研究的新热点。Axin则是一种具有多功能结构域的构架蛋白,它可与多种信号转导途径的重要蛋白相互作用,并以此调控细胞命运和抑制肿瘤发生。研究发现Tankyrase2(Tnks2)能够通过与Axin相互作用,经由泛素-蛋白酶体途径促进Axin的降解而激活Wnt信号通路。同时,课题组也发现Axin能够与Tnks2和KIF3A结合形成三聚体而促进胰岛素诱导的葡萄糖转运蛋白Glut4的转座。本论文中,从结构生物学的角度对这两种重要蛋白的相互作用方式进行了研究。发现Axin通过氨基端aa1-81与Tnks2 ankyrin结构域中的aa23-360和aa490-798区域发生相互作用。Axin(1-81)与Tnks2(23-360)和Tnks(490-798)在细胞体内和体外都能形成稳定的复合体。同时还发现Axin和Tnks2的结合并不是1:1的,应该至少有2个或2个以上的Axin能同时与Tnks2结合。此前,在已知的为数众多的Axin相互作用蛋白中并没有发现能够与Axin的aa1-81区域结合的蛋白,并且对结构域进行比对的过程中也没有发现aa1-81存在任何已知的功能结构域。其与Tnks2相互作用的发现无疑为对Axin功能的进一步研究提供了线索。还对Tnks2和Tnks2/Axin蛋白复合体进行了结晶,虽然目前还没有取得可供衍射的蛋白晶体,但是对筛选情况进行的分析为今后进一步优化结晶条件提供了参考。未来如果能获得Tnks2/Axin复合体的结晶,就能够对这两种生物大分子的结构关系进行研究,找出其可能的作用机制,从而为其生理学功能的深入研究提供参考和依据。
PPARY(过氧化物酶体增殖激活受体Y)是配体依赖的转录因子核受体超家族中的一员。它是一种与代谢相关的重要转录因子,是脂肪细胞分化和糖代谢的关键调节因子,研究发现它在炎症反应,癌症,动脉粥样硬化,骨形态发生等多种生理活动中都起着重要的调节作用。广为人知的糖尿病治疗药物TZDs正是PPARy的一种高亲和性配体。本论文提出并验证了一种独特的PPARy激动剂,RU486。RU486是孕激素受体的配体,目前被大量运用于生殖医学中。发现RU486能够强烈激活PPARY的转录活性,诱导PPARY与辅激活因子的结合,并引起PPARY-辅抑制因子复合体的解离。RU486能够在3T3-L1细胞中激活PPARY,显著提高PPARY及其目的基因的表达,并促进3T3-L1前脂肪细胞分化为脂肪细胞,但诱导分化能力显著低于rosiglitazone。它还能够激活巨噬细胞中PPARY的转录活性,从而诱导与脂类代谢相关的目的基因CD36和LXRα的表达。同时,RU486对PPARY的作用都受到PPARY拮抗剂GW9662的抑制,从另一个角度说明了RU486是通过或者至少是部分通过与PPARY的直接作用而发挥作用的。此外,从结构生物学角度对PPARY与RU486相互作用分子机制的研究表明RU486的二甲基苯胺侧链是介导其与PPARY相互结合的关键,也揭示了其有别于PPARY天然配体及TZD类配体的特异之处。研究不但为在临床上更加合理有效地应用和发挥RU486的功能并规避其可能的不良反应提供了重要的参考价值,同时,由于TZDs在糖尿病治疗方面副作用,也为未来设计非TZD类PPARY新配体,合成能够治疗糖尿病等PPARY介导的疾病的药物提供了另一种选择。