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在本论文中,我们发现并证实了 Vav2的SH2结构域能够识别膜磷脂。Vav2是Rho家族小GTP酶的鸟苷酸交换因子(GEF),分布在胞质内,通过其SH2结构域被招募到质膜上参与细胞信号转导。我们发现Vav2 SH2结构域可以结合PI(4,5)P2/PI(3,4,5)P3。通过生化和NMR实验,我们揭示了 Vav2SH2结构域特异性识别磷脂头diC4-PI(4,5)P2/PI(3,4,5)P3以及受体酪氨酸激酶EphA2近膜区的分子机制,并进一步发展了小肽nanodisc体系(含镍磷脂的Ni-NTA-nanodisc),更好地模拟近生理状态下Vav2 SH2结构域与膜上EphA2近膜区的结合。此外,我们还对辅酶Q生物合成限速酶UbiG膜识别机制进行了初步探究。第一章是对本文研究的相关领域进行了背景介绍,主要介绍了磷脂和细胞质膜在调控蛋白质结构和功能上的重要作用;膜模拟体系nanodisc在研究膜蛋白结构和膜识别机制的巨大优势;SH2结构域在细胞信号转导中通过磷酸化酪氨酸依赖的方式介导蛋白-蛋白相互作用;以及Vav2作为GEF在细胞内的重要功能。第二章的内容是关于Vav2 SH2结构域与膜磷脂以及EphA2近膜区磷酸化小肽EphA2-JM-pY594相互作用的研究。我们发现并证实了 Vav2 SH2结构域是一个磷脂结合模块,可以特异性地且微弱地结合PI(4,5)P2/PI(3,4,5)P3。通过磷脂头核磁滴定实验,我们确定了 Vav2 SH2结构域与diC4-PI(4,5)P2/PI(3,4,5)P3的结合位点,后者与Vav2 SH2结构域的解离常数均属于毫摩尔级别。Y594是EphA2近内膜区的酪氨酸磷酸化位点之一,前期的研究发现这是一个潜在的Vav2识别位点。通过ITC和NMR实验,我们证实了 EphA2-JM-pY594和Vav2 SH2之间有直接结合,并获得了两者的结合界面信息、解离常数和热动力学参数。此外,通过应用Ni-NTA-nanodisc体系,我们研究了 Vav2 SH2结构域与膜上EphA2-JM-pY594的结合,并揭示了膜环境在调节这种蛋白-蛋白识别中的作用。第三部分是我在博士期间完成的其他工作。辅酶Q是一种重要的脂质分子,在细胞呼吸链中发挥关键作用,也是体内天然的抗氧化剂。UbiG属于SAM依赖的氧-甲基转移酶家族,是辅酶Q生物合成的限速酶,催化其中两步氧-甲基化反应。最近,研究人员发现UbiG能够特异性地识别心磷脂CL或者PG,然而,UbiG与CL/PG特异性识别的结构基础尚不清楚。我们的研究结果初步证明了UbiG结合磷脂PG需要在膜环境中,后续工作正在进行。