有絲分裂中Cdc20與相關調控蛋白的複合體結構與功能研究

《有絲分裂中Cdc20與相關調控蛋白的複合體結構與功能研究》是依託華中科技大學，由田偉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：有絲分裂中Cdc20與相關調控蛋白的複合體結構與功能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：田偉
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

細胞有絲分裂所必須的關鍵蛋白Cdc20，在有絲分裂中期激活APC/C，識別並促進底物Securin和CyclinB的泛素化降解而引起姐妹染色體分離。紡錘體組裝檢測點主要調控Cdc20活性從而保證姐妹染色體的正確分離。紡錘體組裝檢測點蛋白（如BubR1和Bub1）的異常會導致非整倍體和腫瘤發生。我們之前解析了Cdc20的WD40結構域及其複合物的晶體結構，提出了Cdc20採用非協同的多位點的分子機制識別底物。但上游調控蛋白如何調控Cdc20活性，Cdc20如何選擇性識別底物仍然不清楚，有待分子水平的機制研究。 基於申請人的前期研究結果，已建立的研究方法，本項目擬採用結構生物學、蛋白間相互作用，體外泛素化活性檢測和體內細胞周期調控等技術方法，在結構與功能上研究Cdc20與上游調控蛋白以及下游底物的互作關係和分子調控機制，為進一步認識有絲分裂調控機制提供依據。

結題摘要

Cdc20是有絲分裂所必須的關鍵調控蛋白。在有絲分裂中期，Cdc20激活並輔助APC/C 泛素化一系列底物，促使染色體的正確體分離。細胞內Cdc20的活性是被嚴格調控的。在有絲分裂中期，當任一染色體或與紡錘體微管沒有建立正確連線時，紡錘體組裝檢測點蛋白Bub1，BubR1和Mad2抑制Cdc20的活性，阻止染色體分離，引發周期阻滯。我們在有絲分裂調控蛋白BubR1和Bub1中研究發現一段保守序列phe-box基團可以特異性結合Cdc20，進而發現並鑑定了BubR1中的Phe-box結合Cdc20的位點以及抑制APC/C泛素化能力，並在細胞中揭示了Bub1和BubR1中的Phe-box基團在維持紡錘體檢查點功能上發揮著重要的作用。 有絲分裂中，染色體的運動、排列與分離以及均勻分配都依賴於染色體著絲粒兩側的重要的蛋白質複合體——動粒。動粒(Kinetochore)也稱為著絲點或動粒，是由十幾種蛋白與染色質組成的生物大分子複合體。CENP-H/I/K複合體在動粒亞基中處於中間位置，緊密聯繫上下游分子，是動粒組裝所必須的結構單元與重要組成。CENP-H/I/K三者通過直接相互作用形成CENP-H/I/K亞複合體，對整個動點的結構組裝和發揮功能有著重要意義。最新研究發現CENP-H/I/K參與招募Cdc20與紡錘體檢測點蛋白，調控微管連線以及紡錘體檢測點活性。我們解析了染色體動粒亞基CENP-H/I/K三元複合物的晶體結構，並利用生物化學和細胞生物學方法揭示了動粒亞基的分子組裝模式及其激活Cdc20功能的分子機制。該成果於2018年以通訊作者發表在Nucleic Acids Research雜誌上。