E3泛素連線酶Smurf1的水平及活性調控機制的研究

《E3泛素連線酶Smurf1的水平及活性調控機制的研究》是依託廈門大學，由王洪睿擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：E3泛素連線酶Smurf1的水平及活性調控機制的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王洪睿
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

Smurf1在調控TGFbeta家族信號途徑、細胞極性和運動及癌細胞擴散等許多生物學功能中起著重要的作用，然而關於其水平和活性調控機制的報導卻非常少見。我們發現Smurf1通過調控RhoA的水平來調節細胞極性，而Smurf1的mRNA水平又被其底物RhoA所調控，形成一個負反饋調節機制，分析發現在Smurf1啟動子序列中有血清反應因子SRF的結合位點，而SRF的活性受RhoA所調控，從而初步確立了Smurf1表達的調控途徑。另外，我們發現Smurf1有多個絲氨酸位點可以被磷酸化，而且其磷酸化受到TGFbeta受體和蛋白激酶PKCzeta的影響。本課題將在前面的研究基礎上，進一步詳細探明Smurf1轉錄調控的分子機理，系統分析並確定Smurf1啟動子的應答元件對其轉錄的調控作用。同時，我們將通過質譜和定點突變的方法來確定其磷酸化位點，從而研究磷酸化對於其底物特異性識別與活性的影響和作用機理。

結題摘要

Smurf1是屬於C2-WW-HECT家族的E3泛素連線酶，通過調控多種不同的底物蛋白分子如Smad1、RhoA、MEKK2、RUNX等在TGFbet/BMP家族信號途徑的調節、細胞極性和運動、骨發育、以及癌細胞擴散等許多生物學功能中起著重要的作用，然而關於其水平和活性的調控機制的研究報導還很少。過去的研究認為Smurf1識別其底物蛋白主要是通過其WW結構域，而C2結構域和HECT結構域則分別是負責其在細胞內的定位和催化活性的。在本項目的研究中，我們發現Smurf1在調控細胞骨架中，是通過C2結構域來結合其底物蛋白RhoA的，C2結構域的缺失導致Smurf1不能結合RhoA，但不影響Smurf1與Smad1的結合。與之相對應的是我們發現C2結構域的缺失導致Smurf1喪失調控細胞骨架的功能，但是對TGFbeta/BMP信號通路的調節作用卻沒有影響。進一步的而研究我們發現Smurf1除了能夠調控RhoA的降解，還能夠調控Rho家族的RhoB降解，卻對RhoC沒有影響。同時，C2結構域對Smurf1對RhoB的降解也起著非常重要的作用。令人感興趣的是雖然RhoA和RhoB具有很高的同源性，並且Smurf1對兩者的調控機理也很相似，但是Smurf1調控兩者降解的細胞生物學意義卻又很大的不同。與Smurf1通過調控RhoA降解來影響細胞骨架不同，Smurf1調控的RhoB降解影響了細胞對紫外和烷基化試劑所引起的凋亡的敏感性。在紫外照射或烷基化試劑MMS處理的情況下，Smurf1被上游激酶磷酸化，加速了Smurf1的自身降解，使得RhoB的蛋白水平顯著提高，從而促進了細胞的凋亡。因此，我們的結果揭示了Smurf1通過C2結構域識別調控底物蛋白分子RhoA和RhoB的分子機制，並且闡明了在DNA損傷的情況下，細胞通過誘導Smurf1的自身降解來解除其對RhoB分子的抑制作用，從而促進凋亡發生的分子機理。