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EIF4E-BP1(Eukaryotic Translation Initiation Factor4E-Binding Protein1)是真核细胞翻译抑制因子4E-BPs小蛋白家族成员。该小蛋白家族分子4E-BPs通过与eIF4G竞争结合真核细胞翻译起始因子eIF4E来负调控eIF4F复合物的形成进而调节蛋白质的翻译起始。在大多组织里,4E-BP1是4E-BPs蛋白里含量最丰富的。人的4E-BP1蛋白由118个氨基酸组成,经鉴定的磷酸化位点有Thr37、 Thr46、Ser65、Thr70、Ser83、Ser101和Ser112[1]。4E-BP1蛋白分子中包括2个重要基序：RAIP和TOS,它们在4E-BP1分子Thr37、 Thr46、Ser65、Thr70和Ser101位点被Raptor/mTOR复合物磷酸化中发挥重要作用。最近的工作显示,4E-BP1参与多种细胞应激调控反应,是细胞多种信号通路的靶分子,在肿瘤发生发展中起着关键的作用。因此,我们以4E-BP1及p4E-BP1为研究对象,进一步探究它们在肿瘤发生发展的作用。4E-BPs与eIF4E的结合受到mTORC1介导的磷酸化调控。在低磷酸化形式时,4E-BP1与eIF4E紧密结合,阻止eIF4F复合物的形成并抑制帽子依赖的翻译起始。然而,在生长因子、营养素或激素类刺激时,mTORC1使4E-BP1高度磷酸化,这导致它与eIF4E解离并增强真核细胞蛋白翻译起始。经鉴定的4E-BP1的七个磷酸化位点分别是Thr37、Thr46、Ser65、Thr70、Ser83、Ser101和Ser112,其中的四个位点(Thr37、Thr46、Ser65和Thr70)与mTORC1有关。在4E-BP1与eIF4E结合调控蛋白质合成过程中,上述单个位点的磷酸化的重要性尚不十分清楚。然而,有报道表明其中四个mTORC1特异性的位点与eIF4E从4E-BP1中解离有关[8-11]。4E-BP1的磷酸化是一个复杂的过程,是以分级磷酸化的方式进行。在受到刺激时,mTOR首先磷酸化4E-BP1的Thr37和Thr46位点。Thr37和Thr46位点的磷酸化对于随后的Thr70和Ser65的磷酸化是必需的[8,10]。但是仅在Thr37和Thr46位点的磷酸化不能促使4E-BP1与eIF4E解离,Ser65及Thr70位点的单独磷酸化也不能有效地阻断其与eIF4E的结合[8,10]。所以,有可能是这些位点共同磷酸化才能引起eIF4E与4E-BP1解离。首先,我们的研究发现,在多种恶性程度不同前列腺癌细胞LNCaP、C4-2及C4-2B,以及胃癌细胞HGC27中,4E-BP1表达对细胞生长具有一定的抑制作用,而当Thr37、Thr46、Ser65和Thr70位点突变为丙氨酸的四突变体4E-BP1-4A后,对细胞生长的抑制作用更为显著。这可能是因为4E-BP1的Thr37、Thr46、Ser65及Thr70位点突变后不再能被mTOR磷酸化,非磷酸化形式的4E-BP1不能释放翻译起始因子eIF4E进而抑制了与细胞生长相关蛋白分子的翻译起始。随后,我们发现,野生型4E-BP1及其突变型T37A、T46A、S65A、T70A、37/46A、65/70A和4A突变体对前列腺癌细胞DU145的抑制作用不同,46、37位点的抑制效果明显强于65和70位点。接着,我们发现在前列腺癌细胞DU145中,随着细胞传代次数增加4E-BP1的T46A、37/46A突变体对细胞生长的抑制作用会逐渐消失,且这种细胞生长抑制消失作用不是细胞特异性的,在肺癌细胞A549里也具有同样的现象。进一步的研究表明,这种现象可能是由于反馈激活mTORC1的另一个下游靶点S6K1及4E-BP1-T46A、4E-BP1-37/46A自身的降解引起的。上述发现为发展以4E-BP1及其突变体为靶点的药物研究提供了重要的基础。