Cul3/BACURD泛素E3连接酶复合物对RhoA的泛素化调节和N端规则E3连接酶UBR2在致死毒素激活Nalplb炎性体过程中的作用

【摘要】Cullin3是泛素化连接酶E3蛋白,属于Cullin蛋白家族。已有的研究工作表明,Cul3在拟南芥、线虫、果蝇以及小鼠等动物模型中的缺失或者突变都具有胚胎致死的表型,说明Cul3在进化上的保守性及其可能存在的重要功能。与其他Cullin家族蛋白类似,Cullin3能够和具有BTB结构域的蛋白结合形成E3连接酶复合物,并与通过BTB蛋白与特异性底物结合并介导其底物的降解。但目前的研究对Cul3的具体底物和生物学功能并不是很清楚。本实验室研究发现在哺乳动物细胞中通过RNAi技术降低Cul3蛋白的表达量会导致细胞形态变化并出现大量的应力纤维(stressfibers),进一步研究发现这是由于小G蛋白RhoA的降解出现障碍所致。论文的第一部分研究工作通过RNAi技术在果蝇S2细胞中对含有BTB结构域的蛋白进行筛选,发现BACURD蛋白家族。该蛋白的表达量降低能够同样的对RhoA的降解造成影响,并形成应力纤维,该影响从果蝇到人类都是保守的。BACURD蛋白家族成员能够和Cul3形成泛素连接酶复合物,并结合小G蛋白RhoA,从而介导后者的降解。当该复合物功能受到干扰时,将导致爪蟾胚胎早期发育特别是原肠期汇聚延伸的发育过程出现异常。该研究发现了Cul3降解RhoA所需要的中间骨架蛋白BACRUD家族,有助于进一步揭示Cul3的生物学功能。炭疽杆菌分泌的致死毒素能够激活某些品系小鼠的Nalplb炎性体,并进一步激活caspase-1,引起巨噬细胞的死亡,然而,其具体的作用机制一直未研究清楚。因此,为了能够深入了解致死毒素激活Nalplb炎性体的作用机制,我们首先建立293T重组体系和稳定表达RFP-ASC的RAW264.7细胞系,希望通过这一研究体系对Nalplb炎性体的激活机制进行深入研究。一方面,我们使用全基因组RNAi筛选直接在RAW264.7细胞系中通过检测细胞死亡和RFP-ASC成点现象筛选能够影响致死因素激活caspase-1的基因,另一方面,以蛋白酶体和N端规则在Nalplb炎性体激活中的重要作用为起点直接研究UBR家族蛋白成员的作用,这两种不同的研究思路最终都集中到N端规则泛素E3连接酶UBR家族成员UBR2身上,我们发现UBR2的RNAi能够有效的抑制致死毒素对Nalplb炎性体的激活,进而影响caspase-1的激活,细胞死亡和ASC的成点现象。该研究证实了N端规则泛素化在致死毒素激活Nalplb炎性体过程中的重要作用,并发现了参与其中的泛素E3连接酶UBR2,有助于揭示致死毒素激活Nalplb炎性体的具体机制。
【作者】杨桢霄；
【导师】邵峰；
【作者基本信息】北京协和医学院，生物化学和分子生物学，2011，博士
【关键词】Cullin3；RhoA；BTB蛋白结构域；BACURDs；泛素化；蛋白降解Nalp1b；Caspase-1；致死毒素；N端规则；UBR2；炎性体；

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