脂筏特征蛋白flotillin-2的调控及功能研究

来源 :复旦大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xiuluoyanyu1986
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近10年来的研究表明,在生物膜上存在着富含鞘脂和胆固醇的微区结构(microdomain)——脂筏(Lipid rafts),该区域内存在着大量和信号转导相关的蛋白,包括GPI锚联蛋白、G蛋白、G蛋白偶联受体和激酶等。除此之外,脂筏主要包含特有的、标志性的结构蛋白,包括flotillin (reggie), caveolin和stomatin等,它们与上述信号分子相互作用形成蛋白质复合体,进一步调控信号转导途径。Flotillin蛋白家族由两个同源性较高的蛋白flotillin-1和flotillin-2所构成,flotillin和红细胞膜上的stomatin (Band 7.2b)、线粒体的prohibition及细菌的HflK/HflC之间的同源性也相当高,其中同源性最强的序列称为SPFH结构域,位于flotillin的N端,该结构域的可能功能是促进蛋白质与细胞膜之间的结合。此外,在flotillin的C端还存在另一结构域,flotillin结构域,被认为参与形成卷曲螺旋结构,通过这一结构,flotillins之间可以形成同源和异源寡聚体。因此,如果能了解flotillin-2这一脂筏特征结构蛋白的结构、功能及其调控机理,不仅对于阐明脂筏这一特殊的膜微区结构里蛋白质—蛋白质/蛋白质—脂质之间的相互作用具有重要意义,而且对于理解整个信号转导途径并进一步指导临床实践均有重要意义。为了筛选出能与flotillin-2相互作用的蛋白,通过酵母双杂交的手段,我们筛选到flotillin-2可与ASB-7(Ankyrin repeat and suppressor of cytokine signaling (SOCS) box protein 7)特异作用。ASB-7属于ASB蛋白家族,该家族是SOCS box超家族的主要成员。现有研究结果说明,ASB家族蛋白质氨基端的ankyrin repeat结构域主要和底物结合,而羧基端的SOCS box结构域是构成泛素连接酶E3的元件之一,当ASB家族蛋白与Cul-5平台蛋白,RING家族蛋白Rbx-2以及其他接头蛋白(如Skpl和Elongin B/C复合体等)形成E3复合体后,可促进E2和其结合的底物蛋白之间的相互作用,进而通过泛素化途径使得底物降解。通过一系列的体内细胞共定位以及体外pull down实验的结果,我们确认了两者的相互作用,并且把相互作用位点定位在了flotillin-2 N端的SPFH结构域和ASB-7 N端的ankyrin repeat结构域。然后通过过表达与干扰改变了ASB-7表达水平,然后检测flotillin-2体内表达的变化,从而确认了ASB-7确实是通过SOCS结构域参与的途径对flotillin-2进行负调控。接下来我们希望大规模的生产出大量重组的人flotillin-2蛋白用于蛋白质结晶学研究从而解析其结构,因为flotillin-2等脂筏蛋白难溶于Triton X-100等常规去垢剂,使得脂筏蛋白质的结构研究很难进行。于是我们通过基因克隆的方法,在大肠杆菌中大量表达重组的flotillin-2,我们成功地表达了5种融合了不同接头的重组flotillin-2:His-Flot2, TRX-Flot2, GST-Flot2, NusA-Flot2和MBP-Flot2。经过优化克隆和表达条件,选取了最佳的MBP-Flot2进行大规模表达,并通过离子交换层析和亲和层析,每表达一升细菌培养液可以得到了36.0 mg,纯度超过97%的重组蛋白。并通过生化实验验证了重组蛋白的生化活性。此外,对有可能参与flotillin-1/arginase-1相互作用体系的精氨酸脱羧酶,进行了重组蛋白表达、纯化以及初步的结晶学研究。
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