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转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)信号通路在细胞生长、分化、迁移和凋亡过程中具有很重要的作用。在此信号通路中,TGF-β先通过其受体磷酸化受体调节型Smad(receptor regulated Smad, R-Smad),然后磷酸化的R-Smad与共同介导型Smad(common mediator Smad, Co-Smad)形成复合物,复合物入核直接参与目的基因的调节,从而调控细胞的生长和分化。TGF-β信号通路通过上调细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶抑制因子(CKI)的表达,包括INK4家族的p15Ink4B和Cip/Kip家族的p21Cip1,来抑制细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(CDK)的活性,从而使肿瘤抑制因子pRB(retinoblastoma protein)的磷酸化作用受阻。非磷酸化状态的pRB能够结合转录因子E2F,抑制E2F的转录活性,从而使细胞周期停滞在G1期。本研究在探究pRB的生理功能过程中,惊奇地发现pRB能够与Smad3直接相互作用。体内外试验验证了pRB与Smad3存在相互作用。应用免疫共沉淀试验检测,结果显示pRB与Smad3在哺乳动物细胞内存在相互作用。通过GST沉淀检测,结果显示pRB与Smad3在体外存在相互作用。上述结果验证了pRB与Smad3在体内外存在相互作用。体内外试验验证了pRB与Smad3相互作用的结构域。结果显示pRB与Smad3的相互作用发生在pRB口袋结构中的B亚结构域及C端结构域与Smad3的MH2结构域。通过点突变试验验证了存在于Smad3上介导pRB与Smad3相互作用的至关重要的氨基酸——位于第282位的丙氨酸。本研究做了单点突变(S236A、L285M、A282T)和双点突变(I419V/V424M),通过免疫共沉淀或GST沉淀检测,结果显示在这些突变中,只有A282T能破坏pRB与Smad3的相互作用。通过一段体外合成的具有细胞渗透性并且含有Ala282的短肽的竞争抑制试验,进一步验证A1a282在pRB与Smad3相互作用中的重要性。通过免疫共沉淀试验,结果显示,该短肽能够特异地抑制pRB与Smad3的相互作用。从结构生物学的角度探讨pRB与Smad3的相互作用。通过基因克隆；原核表达pRB的口袋结构域、pRB的C端结构域和Smad3的MH2结构域；运用亲和层析、分子排阻凝胶层析纯化得到蛋白；体外形成复合物。但是很遗憾,我们并没有得到三者的复合物。本论文的研究结果首次报道了pRB与Smad3的相互作用,推测pRB通过与Smad3相互作用可能参与TGF-β信号通路的调控,进一步的深入研究将有助于了解TGF-β信号通路对细胞周期的调控机制。