PGC7蛋白通过MASTL激酶调节PP2A的活性的作用机制研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:p_y112233
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PGC7(也称为Dppa3或Stella)是一个无固定结构的小蛋白,长度为150个氨基酸的。因此,我们推测它主要通过与其他蛋白发生相互作用来行使功能。目前关于PGC7功能的研究主要集中在以下几个方面:PGC7在早期胚胎发育中保护母源基因组和母源印迹免受主动去甲基化,促进多能性维持,促进体细胞向诱导多能干细胞(i PSCs)的重编程过程。MASTL(microtubule associated serine/threonine kinase like)激酶是实验室前期发现的一个PGC7互作蛋白,属于AGC激酶家族的成员,也称为长城激酶(Greatwall kinase,Gwl),其主要作用是抑制PP2A-B55。PP2A-B55是含有B55家族调节亚基的蛋白磷酸酶2A(PP2A)全酶,其调节亚基B55有四种亚型,分别由PPP2R2A、PPP2R2B、PPP2R2C和PPP2R2D编码。PP2A是一种广泛表达的丝氨酸/苏氨酸磷酸酯酶,通过去磷酸化AKT、p53、c-Myc和β-catenin等细胞关键分子来发挥其调控功能。MASTL磷酸化Arpp19和ENSA,促进了Arpp19和ENSA与PP2A-B55的结合以达到对PP2A-B55的抑制。MASTL-Arpp19(ENSA)-PP2A-B55信号通路从酵母到人类都高度保守,并在多种模式生物中得到了验证,但是PGC7是否参与了该途径的调节还未有报道。本研究在HEK 293T、NIH 3T3细胞系中通过免疫沉淀(IP)、免疫共沉淀(Co-IP)、核质分离、免疫荧光(IF)、免疫印迹(western blot)等实验技术,研究了PGC7与MASTL的互作及其对PP2A活性的影响,研究结果如下所述:1.构建了p3×Flag-MCS-CMV-10-MASTL、pEGFP-C1-MASTL表达载体,通过免疫共沉淀Co-IP验证了PGC7与MASTL存在互作;在NIH 3T3小鼠胚胎成纤维细胞系中检测了MASTL与PGC7定位,发现MASTL主要定位于细胞核中,而PGC7在核、质均有分布,并且MASTL会促进PGC7出核;进一步使用PP2A抑制剂LB-100处理,结果表明MASTL使PGC7出核可能是由于PP2A被抑制所致;同时检测了PP2A催化亚基的两个亚型Ppp2ca/Ppp2cb的定位,发现Ppp2ca/Ppp2cb在核质均有分布,且分布均匀;在一定程度上,MASTL会促进Ppp2ca入核,而促进Ppp2cb出核,PGC7会进一步促进MASTL对于Ppp2ca/Ppp2cb的定位影响。2.通过免疫沉淀富集Arpp19及其突变体Arpp19S62A、Arpp19S104A,发现PGC7促进MASTL对Arpp19第62位丝氨酸的磷酸化。同时,还发现Arpp19定位于胞质,核内较少,MASTL促进Arpp19入核,并且该过程与Ser62的磷酸化无关。在进一步的核质分离实验中,探讨了Arpp19的核质穿梭与MASTL剂量的关系,发现MASTL对于Arpp19入核的影响主要依赖于其本身的剂量效应,而非对于Arpp19的磷酸化。PGC7通过与MASTL直接相互作用在这一过程中协助MASTL促进的Arpp19入核。3.磷酸化的AKT Ser473位是PP2A的主要作用位点。针对此位点的磷酸化水平,研究了PGC7与MASTL对PP2A活性的影响。发现PGC7促进MASTL对PP2A活性的抑制,进而促进AKT磷酸化;进一步通过核质分离实验发现,细胞核内的PGC7而非细胞质内的PGC7在促进MASTL对PP2A活性的抑制过程发挥主要作用。4.前人报道MASTL还受到AKT的磷酸化调控。我们利用AKT的抑制剂MK-2206和AKT的激活剂SC79处理细胞,发现AKT活性会影响MASTL的稳定性,使MASTL更趋于降解;同时,通过免疫共沉淀Co-IP,发现了PGC7显著促进AKT与MASTL的互作,提示这PGC7可能在AKT对MASTL的激活机制上发挥作用。总之,本研究发现PGC7促进MASTL磷酸化Arpp19,增强对PP2A活性的抑制,进而有利于AKT激活。同时MASTL引起的Arpp19入核现象表明PGC7的主要功能可能是促进细胞核内PP2A的抑制及核内AKT活性的升高。因此,我们的研究结果可能为阐明PGC7调节DNA甲基化的作用机制和途径提供新的线索。
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