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免疫细胞受体信号转导中Bcl10的磷酸化T淋巴细胞及B淋巴细胞分别表达TCR及BCR复合物,当它们被激活后,可引发一系列的PTK的活化及接头分子招募到脂筏,导致一种关键的酶PLCγ的活化。PLCγ的催化产物之一DAG能激活PKC,活化的PKC经由一系列的蛋白质的信号转导激活IKK,最终导致一种重要的核因子NF-κB激活,由它启动其目标基因的表达,导致细胞的增殖与分化。由三种蛋白质CARMA1、Bcl10及MALT1组成的复合物(CBM)在由抗原受体引发的NF-κB的激活过程中,偶联了从PKC到IKK的信号转导过程。激活的PKC使CARMA1磷酸化,导致Bcl10/MALT1从细胞质转移到脂筏,从而形成CARMA1/Bcl10/MALT1复合物,导致IKK招募到脂筏并被激活。虽然引起NF-κB激活的途径已了解得比较清楚,而有关该激活作用如何被终止则尚未明了。本实验室最近的研究发现,Bcl10在TCR激活后的降解与NF-κB激活作用的衰减密切相关,并且发现Bcl10的磷酸化与它的泛素化之间存在着重要的联系。Bcl10是一种接头蛋白质,其N端有一个CARD结构域,C端有一个富含丝氨酸/苏氨酸的结构域。在由抗原受体介导的NF-κB的激活及淋巴细胞的发育及功能体现中,Bcl10起着关键的作用。我们发现,T细胞的激活可诱导Bcl10的磷酸化,并且鉴定出Bcl10的第138位的丝氨酸残基(S138)是由TCR诱导的磷酸化位点之一。以丙氨酸残基替代此第138位的丝氨酸残基,可削弱由T细胞激活诱导的Bcl10磷酸化作用,同时Bcl10的泛素化作用被抑制,Bcl10的降解作用由此而被延迟,最终导致TCR介导的NF-κB激活作用的延迟,最直观地表现在淋巴细胞的功能上,其IL-2分泌量的增加。我们的研究显示,Bcl10在第138位丝氨酸残基的磷酸化促进了Bcl10的泛素化及随后的Bcl10的降解作用,对Bcl10的蛋白水平起着下调作用,由此对TCR介导的NF-κB的激活也起到负调控作用。对Bcl10降解方式的研究表明,Bcl10的降解须经由泛素化作用。非磷酸化的Bcl10被泛素化后其降解不依赖于蛋白酶体,可能到达溶酶体被降解;而磷酸化的Bcl10被泛素化后可能通过26S蛋白酶体降解。此外,我们还发现,当B细胞被激活后,在细胞膜上会富集有多磷酸化的Bcl10,该过程先于S138的磷酸化。推测Bcl10在免疫细胞的信号转导中具有多重调节方式,这种膜上的多磷酸化作用可能用于调节Bcl10与其它信号分子的结合,或者调节Bcl10招募到脂筏上,有可能对抗原受体介导的NF-κB的激活起正调节作用。总之,我们将Bcl10在TCR激活后的磷酸化作用与它的蛋白水平及NF-κB的激活作用之间建立了有机的联系,并且找到了Bcl10分子上行使该功能的特定的单一的位点。这对于从分子水平研究免疫细胞受体信号转导的机制提供了极为重要的线索。Ssp dnaB蛋白质内含子介导的重组人脑钠素的制备脑钠素(Brain natriuretic peptide,BNP),又称B-型利钠肽(B-type natriuretic peptide)是由32个氨基酸组成的多肽激素。BNP在体内主要由心肌细胞分泌,具有提高肾小球的滤过速率,增加尿钠排泄,抑制血管紧张肽原酶的活性以及降低醛固酮和内皮素的分泌,松弛血管平滑肌,降低右心房以及肺动脉楔型压等功能。hBNP(human BNP)是临床治疗代偿失调性心衰竭的有效药物。与目前常用的治疗心衰竭的药物相比,hBNP具有疗效快,副作用小,不产生药物依赖性等特点。大肠杆菌作为表达宿主菌,具有操作方便,表达效率高,生产成本低廉等优点。但在大肠杆菌中单独表达低分子量多肽时存在翻译效率低,表达产物不稳定,易受蛋白水解酶降解,纯化工艺复杂等缺陷。目前人们一般通过融合蛋白表达或多肽基因串联来表达克服上述不足。但由此获得的基因表达产物均须通过蛋白水解酶或化学裂解试剂处理方可获得目标多肽单体。为此,我们寻找一种高效、经济的制备生产hBNP的方法,以满足医疗上对这种药物的需求。蛋白质内含子(intein)是一类具有自我剪接功能的多肽,它能将自身从前体蛋白中切除并催化其两侧的肽链之间形成肽键。在宿主菌中表达的目标多肽可以融合于intein的N-端或C-端,并可在体内及体外通过改变pH、温度或添加亲核试剂来诱导融合蛋白的剪切作用,从而使目标肽段从融合蛋白中释放、分离出来,该方法在肽键裂解过程中无须使用蛋白水解酶或化学裂解试剂。本文研究将化学合成的hBNP基因与编码多聚组氨酸标签(His-tag)以及具有自我剪切功能的Synechocystis sp.PCC6803菌的dnaB基因(Ssp dnaB)的小型蛋白质内含子在大肠杆菌内融合表达。表达产物His-DnaB-hBNP融合蛋白经Ni-Sepharose亲和层析及体外复性处理后,用CM-纤维素对复性产物进行浓缩富集。然后通过改变CM-纤维素柱内的pH及温度,诱导Ssp dnaB小型蛋白质内含子的自我剪切作用,使hBNP从融合蛋白中释放并与His-tag和Ssp dnaB小型蛋白质内含子(His-DnaB)分离。再经C4反相高效液相色谱法进一步纯化后,获得了具有天然氨基酸序列和生物活性的重组人脑钠素。从每升培养液中可获得2.8mg纯度达97%的重组人脑钠素。体外活性测定结果表明,重组人脑钠素对兔胸主动脉条具有显著的血管舒张效应,其EC50为1.94×10-6mg/mL。总之,我们采用基因工程的方法,克隆了人脑钠素,并利用蛋白质内含子的剪接功能,巧妙地解决了该基因工程产物的纯化问题,从而寻找到一条高效而经济的体外生产稀有的人脑钠素的途径,并为其它蛋白质及多肽的制备提供了有价值的生产平台。