核蛋白STIP介导去泛素化酶USP7分子调控的机制研究

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STIP是一种核磷酸化蛋白,过表达时在核中能自我聚集成rod样的大分子结构——stiposome。STIP在人体内的多个器官,如肾,肝,肺等,以及各个发育阶段均有表达,且从线虫到人高度同源,它的表达受到干扰后,会使胚胎发育停止在16细胞阶段,说明STIP在生物进化中具有非常重要的保守功能。然而,至今STIP在细胞内的功能和作用机制仍然知之甚少。  USP7属于半胱氨酸蛋白酶,是泛素特异性蛋白酶家族的重要成员之一,是首个被确认的p53底物特异性去泛素化蛋白酶。USP7可以直接结合并去泛素化p53,稳定p53。同时,USP7还能结合并去泛素化p53的负调控子E3泛素连接酶Mdm2,稳定Mdm2。结构和生化研究揭示Mdm2与USP7的亲和力明显高于p53数倍,是USP7在非应激的条件下优先结合的底物。此外,USP7还能调节细胞内众多蛋白底物的活性和功能,包括抑瘤蛋白、DNA修复蛋白、免疫应答蛋白、病毒蛋白、表观遗传调节子等,在疾病的发生发展中起着重要的作用。  前期研究我们发现STIP通过减少Mdm2和p53的泛素化,延长Mdm2和p53蛋白的半衰期,导致Mdm2和p53蛋白的稳定,并促进肿瘤细胞的生长。由于STIP并不具有任何酶的活性和功能,为了揭示其介导Mdm2和p53稳定的分子机制,我们首先通过生物信息学的方法,分析了STIP的蛋白序列上可能结合的蛋白,发现STIP蛋白序列上有多个去泛素化酶USP7的结合位点,提示STIP与USP7很可能在细胞内发生相互作用。为了验证预测结果,我们采用激光共聚焦显微镜,通过间接免疫荧光的方法,发现内源性STIP与USP7共定位于细胞核内stiposome。进一步通过免疫共沉淀实验和GSTp(μ)ll-down实验,明确STIP与USP7在细胞内直接相互作用。为了揭示STIP结合于USP7的部位,我们将不同删除区段的USP7质粒在细胞中表达,通过免疫共沉淀实验发现,USP7的N端和C端介导了与STIP的结合。USP7作为去泛素化酶不仅能去泛素化并稳定p53,而且也能去泛素化并稳定它的负调控子Mdm2,为了明确STIP是否通过USP7来调控Mdm2和p53的稳定,我们分别通过过表达USP7、干扰USP7的表达以及突变USP7的酶活性功能区等策略,证明STIP稳定Mdm2和p53依赖于USP7去泛素化酶的活性和功能。本文通过上述研究,揭示了STIP稳定Mdm2和P53的分子机制,明确了STIP是介导USP7对Mdm2和p53调控的新分子,不仅有助于丰富Mdm2-p53通路分子调控的理论,而且为进一步探讨STIP在肿瘤中的功能作用奠定了基础。
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