细胞凋亡对于维持机体生长发育至关重要。细胞内凋亡信号通路的紊乱会直接导致各种疾病的发生。例如,在癌症中经常会出现凋亡失调的现象。髓样细胞白血病蛋白1(Myeloid cell leukemia 1,MCL1)属于BCL-2家族蛋白,其在细胞中发挥的主要功能为抗凋亡。研究发现在多种人类恶性肿瘤(如乳腺癌、非小细胞肺癌(NSCLC)、淋巴瘤、急性髓系白血病(AML)和多发性骨髓瘤等)的生存中,MCL1都发挥着重要作用。同时MCL1的稳定性直接影响其功能的发挥,降低其稳定性会增强放、化疗的治疗效果,提高患者生存率。SUMO修饰是一种关键的翻译后修饰,可以调节底物功能,包括蛋白质活性、稳定性、转录活性、亚细胞分布和蛋白质相互作用等。通过对MCL1的蛋白序列分析,我们发现了两个潜在的SUMO修饰位点。因此,本研究探讨了MCL1的SUMO化修饰作用以及该修饰对MCL1功能的具体调控机制。主要工作如下:1.通过在COS7细胞系中进行免疫共沉淀实验,我们发现SUMO蛋白可以修饰MCL1。此外,突变掉SUMO1的结合位点,MCL1的SUMO修饰带消失,而加入E2结合酶Ubc9后其修饰可以被增强。同时,我们发现内源MCL1也具有SUMO修饰带。因此,我们确定MCL1能够进行SUMO修饰。另外,我们通过定点突变确定了MCL1的SUMO修饰位点为234和238处的赖氨酸。2.在免疫荧光实验中,我们发现野生型MCL1与SUMO修饰位点突变体MCL1-2K的亚细胞定位没有显著差异,暗示SUMO修饰不影响MCL1的亚细胞定位。通过蛋白质稳定性实验发现,突变体MCL1-2K的蛋白稳定性降低,暗示SUMO修饰可以稳定MCL1。3.酵母双杂交实验再次证实了,MCL1与TRIM11蛋白(一种新发现的MCL1泛素E3连接酶)可以直接结合。通过免疫共沉淀实验发现,MCL1的SUMO化可以抑制TRIM11介导的MCL1的泛素化进而增加其稳定性。4.细胞增殖、细胞克隆形成和细胞凋亡实验结果显示,野生型MCL1显著增强肿瘤细胞的增殖能力和抗凋亡能力,而突变体MCL1-2K的促增殖和抗凋亡作用显著减弱。综上所述,本论文发现MCL1可以被SUMO修饰,探讨了SUMO修饰调控MCL1稳定性和功能的具体分子机制。