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6月19日,,國際著名雜志Nature Communications《自然通訊》在線發(fā)表余健秀課題組最新研究成果“SUMO1 modification of PTEN regulates tumorigenesis by controlling its association with the plasma membrane”,。該研究首次發(fā)現(xiàn)了腫瘤抑制蛋白PTEN類泛素化1(SUMO1)修飾可直接介導(dǎo)PTEN膜結(jié)合的重要生化現(xiàn)象,并據(jù)此闡釋了經(jīng)典PTEN-PI3K-AKT信號通路的最新分子機(jī)制,。
PTEN是一個非常重要的腫瘤抑制蛋白,,能通過有效拮抗PI3K-AKT信號傳導(dǎo)通路阻止腫瘤的發(fā)生發(fā)展。作為脂類磷酸酶,,PTEN能將細(xì)胞膜上的PIP3去磷酸化生成PIP2,,進(jìn)而拮抗PI3K介導(dǎo)的細(xì)胞生長,、代謝,、增殖和存活信號。因其重要的生物學(xué)特性,,長久以來,,PTEN一直是細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué),、腫瘤學(xué)等眾多領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),。PTEN發(fā)揮其最主要功能(將PIP3轉(zhuǎn)換成PIP2)的條件是須先結(jié)合到細(xì)胞膜上,但生理狀況下,,PTEN主要分布在細(xì)胞漿和細(xì)胞核內(nèi),,只有某些細(xì)胞系在特定條件下可觀察到PTEN蛋白能轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜上。多年來,,許多科學(xué)家在思考:胞漿內(nèi)的PTEN是如何與細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的底物PIP3發(fā)生相互作用的呢,?
余健秀研究員課題組近期解開了該謎題,并由此揭示了經(jīng)典PTEN-PI3K-AKT信號通路的最新分子機(jī)制,,即SUMO1化修飾可直接介導(dǎo)PTEN膜結(jié)合,,并快速將PIP3轉(zhuǎn)換成PIP2,進(jìn)而抑制PI3K-AKT信號通路及腫瘤的發(fā)生發(fā)展,。在余健秀研究員的精心指導(dǎo)下,,黃建副教授(第一作者)及助理實驗師閆潔(共同第一作者)等首次鑒定出PTEN的一種新型蛋白修飾,即類泛素化修飾(SUMOylation),,可以發(fā)生在K266 and K254兩個位點(diǎn)上,,這兩個位點(diǎn)均定位于PTEN的C2結(jié)構(gòu)域。體內(nèi)研究結(jié)果也表明,,SUMO1修飾對于PTEN的腫瘤抑制功能是絕對必須的,,且這種修飾直接參與了PTEN與細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)底物PIP3的相互作用。在取得上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,張健研究員(共同第一作者)運(yùn)用計算機(jī)模擬了SUMO1 C -末端甘氨酸羧基與PTEN K266ε-氨基之間形成共價異肽鍵的三維結(jié)構(gòu)分子模型,,分析表明,,SUMO1與PTEN通過形成帶正電荷的同一界面,可增強(qiáng)與帶負(fù)電荷磷脂膜的相互結(jié)合,。
余健秀研究員于2009年9月歸國加入上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,,目前受聘擔(dān)任生物化學(xué)與分子細(xì)胞生物學(xué)系課題組組長。參與課題研究的還包括上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院陳國強(qiáng),、程金科以及美國UCSD馮根生教授等,。該研究項目獲國家科技部、國家自然科學(xué)基金委和上海市科委經(jīng)費(fèi)支持,。
論文鏈接:http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n6/full/ncomms1919.html