本毕业论文涉及两个课题,故分成两个章节讨论。第一章的主要研究对象为RBM5RRM2结构域与RNA之间的相互作用。第二章主要研究对象为HP1α CSD结构域与Borealin之间的相互作用。在真核生物中,通过对外显子的组合,选择性剪切丰富了基因组的多样性。现已证实,人类95%的多外显子基因都经历了选择性剪切的过程。经历选择性剪切的pre-mRNA产物不仅在功能上产生大量差异化的异构体,更是真核生物基因转录后调控的重要组成部分。近年来,研究人员发现,肿瘤发生过程中涉及到广泛的选择性剪切变化。其中颇具特色的是细胞凋亡信号通路上若干重要基因的选择性剪切差异。如Fas受体、Bcl-x、Caspase-2等相关基因的两种主要剪切产物对细胞程序性死亡的贡献截然相反,在功能上呈现出对抗作用。尽管各种癌症细胞中大量差异性选择性剪切事件发生的现象一再被观察到,但是人们只对其中很少一部分剪切调控的机制在生化和分子水平上有足够的了解。如同细胞中其它层次的基因调控过程,选择性剪切调控也同样涉及大量的顺式作用元件与反式作用因子。这里,顺式作用元件指的是pre-mRNA上一些短的RNA碱基序列,而反式作用因子指的细胞内某些能够识这些顺式作用元件的RNA或RNA结合相关蛋白。过去二十年中,通过晶体学和核磁共振波谱学手段获得的蛋白质-RNA复合物结构为人们了解选择性剪切调控的机制打下了坚实的基础。RBM5(也叫做LUCA-15或H37)是一个潜在的肿瘤抑制因子,其基因所在的染色体3p21.3区域基因的丢失现象,在肺癌的早期诊断中十分常见。在70-80%的肺癌患者中,RBM5的基因表达被沉默。而且,人们还观察到无论RBM5的表达的上调或下调在肿瘤发生过程中均有重要影响。RBM5蛋白质全长由815个氨基酸残基组成,其中包括两个RRM结构域,两个锌指结构,一个RS区域,一个OCRE(8肽重复花式)结构域以及一个富含甘氨酸的区域。最近,RBM5在Fas受体和caspase-2基因选择性剪切调控中所发挥的作用,在生化水平上被人们所揭示。令人感兴趣的是,Fushimin和他的同事们发现,caspase-2的内含子9上面有一个顺式作用元件,对应为RBM5的结合位点。目前,我们用核磁共振波谱学为研究手段,解析了溶液状态下RBM5RRM2的三维结构。RBM5RRM2呈现为一个典型的RRM家族蛋白折叠,形成一个由4股p-折叠片形成的RNA结合平台结构。通过荧光去偏振实验,我们发现RRM2对5’-CUCUUC-3’RNA片段(来源于caspase-2内含子9上RBM5的结合位点区域)表现出轻微的偏好。接下来,我们用化学位移扰动实验对RNA与RRM2结合过程进行核磁滴定研究。结果表明,RRM2的4股p-折叠片层以及核心二级结构以外的C末端延伸区域,受RNA的扰动十分明显。随后的点突变和不同边界重组蛋白的荧光去偏振实验也证实了这一结果。这部分工作,进一步明确了RBM5与caspase-2pre-mRNA的相互作用区域,为了解RBM5对caspase-2选择性剪切调控的分子机制打下了基础。进一步的工作可以从复合物结构的解析以及对生物学功能的影响两个方面展开。在第二章中,我们通过核磁共振波谱学作为研究手段,测,定了Borealin(223-240)十八个氨基酸残基形成的PxVxL花式多肽对HP1α CSD结构域的核磁滴定实验。进一步验证了二者间直接的相互作用。在姚雪彪教授的指导下,我们进一步证实了Borealin与HP1在体内的相互作用。这一相互作用参于CPC在着丝粒上的定位。对Borealin的PxVxL花式进行突变则严重损害了CPC在着丝粒上的定位能力。