细胞迁移过程在生物体内扮演着重要的作用,如胚胎发育、损伤修复、细菌感染、免疫反应、癌症转移等生理学现象中都伴随着细胞迁移的发生。因此,对于细胞迁移的研究一直都是当今科学研究的重点之一。对于细胞迁移相关蛋白功能的解析不仅能够揭示细胞迁移的分子机制,也为治疗恶性肿瘤的迁移提供理论基础。ARF6作为Ras蛋白超家族中重要的一员,在调节囊泡运输和肌动蛋白细胞骨架的重排中发挥着重要功能。目前越来越多的研究表明,调控ARF6的活性对细胞迁移的发生发展至关重要。细胞质膜运输和细胞骨架重排对于细胞生命活动正常进行至关重要,例如细胞生长、细胞迁移和肿瘤侵染。ARF6GTP酶激活蛋白,ACAP4,在这个生命活动中起到很重要的作用。我们的研究表明ACAP4蛋白能够使ARF6-GTP结合状态的水解成ARF6-GDP形式来调节ARF6的活性。另外,ACAP4有多个功能结构域,通过结合细胞质膜上特定的脂类和蛋白质来调控肌动蛋白依赖细胞骨架的重排。最近的研究发现在EGF刺激的作用下,ACAP4通过结合Grb2调控integrinβ1的循环。此外,我们的研究还表明ACAP4的BAR结构域对细胞质膜的亲和性受到EGF诱导的磷酸化的调控。这些研究提供了 ACAP4在调节细胞生命活动中生理学和病理学相关的分子机制的理论基础。作为ARF6特异性的GTP酶激活蛋白,ACAP4调控EGF介导细胞迁移的信号通路中发挥着重要作用。但是,细胞迁移过程中ACAP4如何有效的调控细胞内ARF6的活性水平一直未知。通过我们系统的研究发现一个全新的ACAP4的结合蛋白,Acapin,可以抑制ACAP4水解活性。生化实验结果表明,Acapin和ARF6竞争性的结合ACAP4。敲低Acapin的情况下,细胞内的ARF6-GTP的量明显减少。然而过表达Acapin的情况下,细胞内的ARF6-GTP的量显著升高。ACAP4和Acapin在细胞质膜表面存在共定位,并且Acapin的细胞质膜定位对于EGF刺激诱导细胞骨架的重排至关重要。进一步的研究发现在EGF刺激的作用下,活化的Akt激酶可以磷酸化Acapin的第247位点,并且该位点的丝氨酸磷酸化增强了 Acapin-ACAP4结合能力。过表达的Acapin模拟磷酸化突变体的情况下,可以促进了 ARF6的活性和细胞迁移。当敲低Akt的情况下,ARF6的活性显著降低。因此,我们的结果表明Acapin是ARF6活性的有效调节者,在EGF刺激作用下,Akt介导的Acapin的磷酸化稳定激活ARF6的活性进而促进细胞的迁移。综上所述,我们的工作发现了一个新型调控ARF6活性的分子机制,以及在细胞迁移过程中细胞如何在时空上动态的调控ARF6的活性。