论文部分内容阅读
Aurora激酶代表一个丝氨酸/苏氨酸激酶家族,在细胞周期调控和肿瘤发生过程中起着重要作用。细胞有丝分裂时,Aurora激酶参与调控细胞骨架和染色体的动态变化,从而保证遗传物质的精确分离和胞质分裂的有效进行。此外,Aurora激酶在许多人类肿瘤细胞中过量表达,提示Aurora激酶可能在肿瘤治疗中作为药物靶点。因此,研究Aurora激酶的调控网络成为细胞周期领域中的一大热点。
本项工作围绕细胞有丝分裂过程中Aurora激酶受到的调控及其执行功能的分子机理两方面展开。首先,Aurora激酶成员Aurora-A和Aurora-B之间高度的相似性和完全不同的定位与功能一直是人们关注的问题,但至今仍未能解决。本项工作发现,将Aurora-A198位甘氨酸残基突变成Aurora-B相应位点的天冬酰胺残基后,Aurora-A丧失自身在微管上的定位,转而呈现出与Aurora-B类似的着丝粒和收缩环的定位特征。同时,在细胞内表达Aurora-A G198N能回复Aurora-B缺失造成的细胞周期异常,提示Aurora-A G198N在有丝分裂调控方面具有Aurora-B的功能。生化分析证明Aurora-A G198N与Aurora-B的结合蛋白INCENP和Survivin相互作用,INCENP或Survivin去除后Aurora-A G198N在着丝粒和收缩环的定位完全消失。并且,Aurora-A G198N在体外能磷酸化Aurora-B的底物,提示在细胞内Aurora-A G198N可能取代了Aurora-B发挥激酶的效应,从而执行Aurora-B的功能。通过生物信息的方法分析,当Aurora-A198位甘氨酸残基突变成天冬酰胺残基后,Aurora-A的空间结构局部发生变化,对结合蛋白的特异性发生改变。因此,本项工作推测不同的Aurora激酶成员在细胞周期中受到的调控方式是三维结构上的精确调控,单个位点氨基酸残基的差异直接导致Aurora-A和Aurora-B与不同的结合蛋白相互作用,从而定位到细胞内不同的地点并执行不同的功能。
在此基础上,本项工作进一步对Aurora-A和Aurora-B在细胞有丝分裂中的功能进行深入的机理研究,试图通过寻求Aurora-A与Aurora-B的共同底物,来探索Aurora-A和Aurora-B之间是否存在协作效应。本项工作鉴定了一个Aurora-A与Aurora-B的共同底物PRC1。免疫荧光方法发现PRC1在细胞有丝分裂中期定位于纺锤体靠近染色体的微管上,与Aurora-A呈反梯度分布,同时在空间上也具有和Aurora-B相互调控的可能.进一步的生化分析证明Aurora-A和Aurora-B在细胞内均与PRC1相互作用,并且Aurora-A和Aurora-B能直接磷酸化PRC1的多个位点。细胞中过量表达PRC1导致纺锤体装配和染色体分离异常,与Aurora-A过量表达和Aurora-B缺失的表现相一致。后续工作将围绕Aurora-A和Aurora-B对PRC1的时空调控展开,以期能够对Aurora-A与Aurora-B调控细胞有丝分裂的机理有更为深入的了解。