研究背景和目的:犹素修饰系统关键蛋白UFBP1(UFM1-binding and PCI domain-containing protein 1)是犹素(Ubiquitin-fold modifier 1,UFM1)的一个修饰底物,它由314个氨基酸构成,位于染色体20p13上,分子量约为35.6 kDa。UFBP1是一种高度保守的蛋白,在多细胞生物体中有重要作用。UFM1修饰系统是一种新型的类泛素修饰系统,它介导UFM1对蛋白的修饰。研究发现UFM1修饰系统不仅在内质网应激、细胞稳态等方面有着很重要的作用,并且它与许多疾病密切相关,包括乳腺癌、神经系统疾病、血液系统疾病、炎症反应以及软骨发育不良等。已有研究发现UFM1的4个修饰底物:UFBP1、激活核受体共激活因子1(Activating signal cointegrator 1,ASC1)、60S ribosomal protein L26(RPL26)和 histone 4。犹素特异连接酶1(UFM1-specific ligase 1,UFL1)促进了 UFBP1在高度保守的K267赖氨酸侧链氨基的UFM1修饰。UFBP1是犹素连接酶UFL1的一个底物蛋白,在17β-雌二醇存在时能促进ASC1的犹素修饰,从而促进其转录活性和乳腺癌的发生发展。UFBP1的N端有一个信号肽,将其固定在内质网上;它还含有PCI结构域,常存在于蛋白酶体、COP9信号小体和翻译起始因子的亚基中,这个结构域是蛋白质相互作用区域。然而,UFBP1的K267和PCI结构域是否调控其本身的稳定性,是否影响肿瘤细胞的增殖和转移等问题都还不清楚。本论文将尝试探索这些问题。研究方法:首先,我们利用分子生物学方法构建了多个含FLAG标签的UFBP1突变体质粒 UFBP1-K267R、UFBP1-ΔPCI、UFBP1-1-273、UI BP1-1-228,将这些质粒与野生型FLAG-UFBP1一起在HEK293T细胞中过表达,然后通过蛋白免疫印迹方法和定量分析,探索UFBP1及其突变体对其自身稳定性、泛素化修饰的影响,并探索其调控的分子机制;通过流式细胞仪检测UFBP1对细胞周期的影响;通过CCK-8增殖实验探究UFBP1及其突变体对胃癌细胞增殖的影响;通过划痕实验和Transwell小室实验检测UFBP1对胃癌细胞的迁移和侵袭的影响;利用公共数据库分析了UFBP1的表达与胃癌病人总体生存率的关系。研究结果:在HEK293T细胞中过表达野生型和突变体UFBP1,发现野生型UFBP1比K267R和△PCI更容易发生泛素化而被降解,MG132也只稳定野生型UFBP1,而对K267R和△PCI突变体的蛋白量基本没有影响。我们还发现野生型UFBP1下调了其相互作用蛋白剪接因子3B亚基1(SF3B1)和ADP/ATP移位酶3(ANT3)的表达水平,上调了延伸因子EF2的蛋白水平,UFBP1-ΔPCI突变体也能下调SF3B1的蛋白水平,而其他突变体不能调控SF3B1和ANT3蛋白表达。野生型UFBP1不调控转录因子SOX9(SRY-box9)蛋白的表达,而其突变体明显上调OSX9蛋白水平。细胞周期实验发现,UFBP1能够减少滞留在G2/M期的细胞。细胞增殖、迁移和侵袭实验发现,UFBP1能够促进胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭。数据库分析发现UFBP1高表达显著降低胃癌病人的总体生存期。研究结论:生化实验发现UFBP1通过泛素-蛋白酶体途径降解,其267位赖氨酸和PCI结构域是促进其泛素化的主要氨基酸和区域;UFBP1下调ANT3蛋白是通过其PCI结构域起作用的;尽管UFBP1对SOX9蛋白水平没有明显的影响,但其突变体明显上调SOX9蛋白水平;野生型UFBP1能(而K267R突变体不能)上调EF2的蛋白水平,促进胃癌细胞的增殖。我们通过细胞周期、迁移和侵袭等实验,发现UFBP1促进细胞G2/M期的进展,并促进胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭。