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磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)是一种胞内磷脂酰肌醇激酶,IA型的PI3K是由调节亚基和催化亚基组成的异源二聚体。其中催化亚基有p110α、p110β、p110δ,调节亚基有p85α、p85β、p55α、p55γ(即p55PIK)、p50α。调节亚基本身没有酶活性,需要通过iSH2结构域与催化亚基p110的N端结构域结合形成稳定的复合物发挥活性。p55PIK作为PI3K的一个重要亚基,参与细胞的增殖、分化、代谢、DNA合成等途径,p55PIK与肿瘤的形成密切相关,其独特的N端结构在肿瘤细胞的发生、发展中发挥着重要的功能。现已有研究发现p55PIK有一个亚型p50PIK,这一蛋白是在p55PIK的基础上由不同的翻译起始位点翻译得到的,翻译出来的蛋白有50KD,即为p50PIK。在结构上p50PIK比p55PIK缺少了N端的氨基酸,p50PIK具体有什么样的功能仍不清楚。目的:从进化角度来解释具有独特N端结构的p55PIK的出现,是否在不同物种间高度保守,或者只是出现在高等生物中。鉴定选择性翻译起始产生的p55PIK蛋白不同亚型并对其功能进行分析,研究缺少N端氨基酸的p50PIK与p55PIK在功能上是否有区别?除了p50PIK外,p55PIK是否还有其他的亚型?若有,在结构上与p55PIK有什么区别?各自又有什么样的功能?确定p55PIK及其不同亚型在PI3K通路中如何参与各种细胞内生理活性,鉴定出与p55PIK及其亚型相互作用的不同细胞周期检查点调节蛋白,对深入研究该亚基及亚型如何调节细胞周期具有深远的意义,并可能为临床癌症的治疗提供新的方向。方法:首先用生物信息学的方法从进化的角度初步研究p55PIK的进化历史,其N端的保守结构的起源;然后通过分子克隆手段用PCR扩增,酶切,连接,转化等构建p55PIK及其亚型的相关载体;最后将构建好的载体利用转染,感染等技术转染入细胞中,用Western Blotting检测蛋白表达,用流式细胞术和Edu染色的实验手段检测细胞周期的影响,用免疫荧光的技术观察在细胞中的定位。结果:系统发育的结果显示p55PIK蛋白的N端结构在两栖,爬行类,鱼类,鸟类,哺乳动物和人类中是高度保守的,而在以果蝇和线虫为代表的低等的无脊椎动物中并没有发现;通过分子克隆技术成功构建了pLenti-p55,pLenti-p50,pLenti-p48和p3XFLAG-p55,p3XFLAG-p50,p3XFLAG-p48等载体;细胞周期检测的结果发现p55PIK能促进细胞周期,p50PIK对细胞周期没有明显的影响,同时p55PIK,p50PIK和p48PIK都定位在细胞核中。结论:系统发育树的结果揭示了p55PIK蛋白,特别是N端肽段在高等脊椎动物中可能具有特定的功能。p55PIK和p50PIK对细胞周期的不同影响,说明N24在细胞中有着特异的功能。p55PIK定位在细胞核内,可以通过p55PIK的N端结构与细胞核中的Rb,PCNA等蛋白特异性的结合来解释,而p50PIK和p48PIK是如何定位在细胞核中发挥其生物学功能的,有待进一步的研究。