肿瘤是严重威胁人类健康的重大疾病之一，其转移是导致肿瘤患者死亡的主要原因。在肿瘤转移过程中的起始阶段，肿瘤细胞发生迁移运动是最为重要的一个方面。小GTP酶Rho家族蛋白在细胞迁移中发挥重要功能，其通过激活下游信号通路，调节肌动蛋白的聚合，进而参与细胞迁移过程。Rho家族蛋白能够水解GTP，并从GTP结合的活性状态转变成GDP结合的非活性状态，但这一过程通常非常缓慢，需要得到RhoGAP蛋白的大幅促进。MyosinⅨb(Myo9b)是肌球蛋白myosin家族的一个成员，在其C端含有一个RhoGAP结构域。据报道，Myo9b可以通过调节RhoA活性来调控巨噬细胞的趋化作用和运动，但其调节RhoA活性的分子机制还不清楚。此外，Myo9b在肿瘤中的功能也没有报道。本文通过合作研究以及酵母双杂交的方法发现，Myo9b与SLIT2的受体ROBO1存在相互作用。最近有研究发现神经导向因子SLIT/ROBO信号通路在神经系统外还调节白细胞的趋化和肿瘤的发生过程。在本论文中，我们主要深入探索Myo9b调控RhoA的分子机制，并阐明其是否作为SLIT/ROBO信号通路因子在肿瘤的发生发展及转移过程中起重要作用。　　通过综合运用生物化学、结构生物学、细胞生物学与肿瘤生物学等方法，我们解析Myo9b-RhoGAP结构域的结构，并探索Myo9b作为SLIT/ROBO信号通路下游分子在肺癌细胞迁移中的功能。研究结果显示:在肺癌细胞中，Myo9b通过RhoGAP结构域能够特异性识别RhoA。我们成功解析得到Myo9b-RhoGAP结构域高分辨率晶体结构。根据经典的RhoGAP与RhoA复合物的结构，并结合溶液状态下分子动力模拟以及定点突变实验，发现Myo9b-RhoGAP结构域含有一个正电荷富集的区域，其能够特异性识别RhoA。进一步研究发现Myo9b参与SLIT抑制肺癌细胞的迁移;ROBO1与Myo9b-RhoGAP直接相互作用并抑制Myo9b对RhoA的活性。因此，Myo9b介导了SLIT/ROBO信号通路促进RhoA活化，进而抑制肺癌细胞的迁移。基于上述研究结果，我们发现一个新的SLIT/ROBO/Myo9b/RhoA信号通路在肺癌细胞迁移过程中发挥重要功能，可作为潜在的肺癌诊断和治疗的靶点。　　经典的RhoGAP蛋白p50-RhoGAP及其相应Rho家族蛋白复合物的结构与功能研究揭示了RhoGAP催化促进Rho家族蛋白水解GTP的机制。经典的RhoGAP蛋白除了含有一个直接参与GTP水解的精氨酸指外，还含有一个非常重要的辅助氨基酸——天冬酰胺，对于其GAP活性非常重要。据报道，此天冬酰胺在所有具有活性的RhoGAP蛋白中高度保守，有趣的是，Myo9b-RhoGAP在相应位置并不是天冬酰胺，而是丙氨酸，但Myo9b-RhoGAP对RhoA同样具有较高活性，其分子机制有待进一步研究。　　本文中，我们还解析得到Myo9b-RhGAP与RhoA在氟化镁存在条件下模拟GTP水解过渡态复合物的晶体结构。对复合物结构分析发现，在其催化位点，Myo9b-RhoGAP含有两个精氨酸指。第一个精氨酸指与经典的RhoGAP结构域一样，插入RhoA的核苷酸结合口袋;然而第二个精氨酸指锚定在RhoA的SwitchI loop处，并同时与核苷酸相互作用。这种结合模式能够稳定GTP水解过程的过渡态并弥补天冬酰胺的缺失。对Myo9b-RhoGAP的两个精氨酸指进行定点突变，结果显示，二者都能够影响其对RhoA水解GTP的催化能力，并介导Myo9b对细胞迁移的影响。我们还发现，这种双精氨酸指的催化机制可能在其他缺失辅助天冬酰胺的非经典RhoGAP蛋白中发挥功能。这一机制的提出为开发具有高活性的RhoGAP蛋白提供理论依据。