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[0002] 蛋白质翻译后修饰十分重要,通过亚基的加减改变蛋白质的空间结构,从而影响 其功能和相互作用,甚至影响蛋白质本身的稳定性。常见的蛋白质翻译后修饰包括磷酸化、 泛素化、乙酰化、糖基化等等,这些修饰决定着一些重要蛋白的活性,在多数生理代谢通路 中起着分子开关的作用。乙酰化是指在蛋白质翻译完成后,通过乙酰基转移酶在蛋白质N 端残基上增加乙酰基的修饰。乙酰化在蛋白质功能和结构的稳定性中起着重要的作用。组 蛋白、p53、tubulin等蛋白均存在乙醜化状态,在其乙醜化状态,染色质蛋白和代谢相关酶 高度集中,提示乙酰化修饰对基因表达和代谢具有相当大的作用。在细菌中,和中心代谢有 关的蛋白质90%以上是被乙酰化的,提示乙酰化修饰的范围十分广泛。乙酰化修饰一般发 生在赖氨酸(K),而在电荷状态上来看,精氨酸(R)和去乙酰化的氨基酸相似,因此,常用赖 氨酸一精氨酸突变(KR突变)来模拟去乙酰化状态。通常情况下,乙酰化反应和去乙酰化 反应是由组蛋白乙酰转移酶(HAT)和去乙酰化酶(HDAC)催化的,虽然HAT和HDAC被称为 组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶,但实际上他们也可以对非组蛋白进行乙酰化和去 乙酰化的修饰。
[0005] 除了磷酸化,Beclinl的泛素化也被确定报道过。Beclinl的泛素化修饰是通过 泛素K63标记的,TRAF6是Beclinl的泛素化修饰酶并鉴定出2个Beclinl的TRAF结合 结构域,位于Beclinl蛋白BH3结构域中的K117位点是K63的主要泛素化结合位点,即是 Beclinl最主要的泛素化位点。在巨噬细胞给予炎症因子刺激或氨基酸剥夺,可通过TRAF6 介导促使Beclinl泛素化,而后与Bcl-2解离,激活自噬途径,而去泛素化酶A20可有效拮 抗TRAF6的自噬激活作用。抑制泛素特异性肽酶USP10和USP13对Beclinl的去泛素化作 用,可以促使Beclinl和Vps34复合物降解,从而抑制自噬发生。
[0011] Beclinl主要包括BH3、CC、ECD这3个结构域。BH3结构域包含105-125氨基酸 位点,是Beclinl和BCL2/BCL-XL家族结合的主要部位,通过与这些抗凋亡抗自噬蛋白的 结合调节自噬和凋亡过程的发生。CC结构域参与了 Beclinl与UVRAG、ATG14/Barkor等形 成二聚体,这些复合物在自噬的发生中起着重要的作用。E⑶占据了 BeclinlC端约一半的 氨基酸,该结构域和目前已知的所有其他蛋白质的结构域均不具有同源性,但几乎参与了 Beclinl所有的功能,因此E⑶机构可能是破译Beclinl新功能的一个突破口。狭义的EOT 结构域包含244-337氨基酸位点,而广义的E⑶结构域则包括整个1/2的BeclinlC端氨基 酸。按照后者的定义,本发明涉及的K416位点即位于Beclinl的ECD结构域,有可能承担 着新的功能。K416R突变虽然并未完全阻断Beclinl的乙酰化,但却对Beclinl的蛋白量和 自噬的发生产生了较大的影响。和野生型(WT)的Beclinl相比,K416R突变的Beclinl蛋 白表达显著下降。
[0029] 本发明先采用IP的方法确定了 Beclinl是否可以被乙酰化。结果显示, ACE-Beclinl处条带明显存在,且随着去乙酰化酶抑制剂NAM+TSA(NT)的作用时间延长不 断加深,约在6小时处条带最为明显。由此,Beclinl存在乙酰化状态,可以被乙酰化。确定 Beclinl可以被乙酰化后,我们继而寻找Beclinl的乙酰化位点。乙酰化位点的预测有多种 方法,LC/LC-MS/MS质谱分析是比较常用的方法,但花费较高,实际操作有一定的难度。使 用软件或网站预测比较简单易行,但是假阳性率较高。在位点突变后进一步进行IP实验分 析,才能确定该位点是否为乙酰化位点。在预测Beclinl的乙酰化位点时,采用了北京大学 团队创建的ASEB网站,预测到BeclinlK416位点被乙酰化的概率较高,于是采用定点点突 变的方法对该位点进行了 KR负义突变,试图模拟Beclinl的去乙酰化状态。结果显示,该位 点突变后Beclinl的乙酰化状态略有降低,但不十分明显,说明该位点可能参与了 Beclinl 的乙酰化修饰,但不是主要位点。尽管如此,该位点突变可使Beclinl蛋白表达显著下降。