亨廷顿蛋白中脯氨酸丰富区域与SH3和双WW结构域的相互作用

论文摘要

本论文工作的重点是亨廷顿蛋白中脯氨酸丰富区域与SH3和双WW结构域之间的相互作用的研究（第一章）。我们还解析了DC-UbP的UbL结构域的溶液三维结构（第二章）。亨廷顿舞蹈症是一种遗传性的神经退行性疾病,其致病原因是亨廷顿蛋白（Huntingtin,Htt）的基因发生三核苷酸（CAG）异常扩增。人的Htt蛋白包含3144个氨基酸,其功能现在还不清楚。现在已经发现了一些能够同Htt相互作用的蛋白质,这些蛋白质很可能参与了Htt的正常功能以及亨廷顿舞蹈症的致病过程。这些蛋白质多数通过自身的SH3或者WW结构域与Htt的脯氨酸富含区（PRR）发生相互作用。我们利用核磁共振的方法研究了Htt PRR与SH3GL3的SH3结构域以及与HYPA的双WW结构域的相互作用。结果显示,Htt同这两个结构域以不同的方式发生特异性的相互作用。对于SH3结构域来说,几乎全部的Htt PRR肽链参与了与SH3的相互作用,而且在SH3上的结合位点包括经典的PxxP结合位点和特异性口袋。作用时Htt PRR的氨基端指向PxxP位点,而PRR的羧基端朝向特异性口袋。对于双WW结构域来说,Htt PRR的氨基端倾向于同WW1部分相互作用,而羧基端倾向于同WW2部分相互作用, Htt PRR的中间部分同双WW结构域几乎不发生相互作用。该研究将有助于弄清楚Htt同其作用蛋白之间相互作用的结构基础以及亨廷顿舞蹈症的致病机理。来源于树状细胞的DC-UbP在细胞分化与凋亡的事件中发挥着重要的作用。我们解析了该蛋白质中的类泛素结构域（UbL）的溶液三维结构。与其它的一些折叠方式近似的蛋白质或者结构域（例如Ub、NEDD8和SUMO-1）相比,该结构域的一个明显的特征是其表面带有非常多的正电荷。Ub表面上的负责同蛋白酶体作用的一些残基是很保守的,而DC-UbP的UbL结构域上的这些相应的残基却不保守,这意味着与Ub相比,DC-UbP的UbL结构域很可能具有与Ub不同的相互作用方式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 亨廷顿蛋白中脯氨酸丰富区域与SH3 和双WW 结构域的相互作用
• 1. 引言
• 2. 材料与方法
• 2.1 材料和仪器
• 2.2 蛋白质的浓度测定
• 2.3 蛋白质表达和纯化
• 2.4 圆二色谱测定
• 2.5 多肽合成
• 2.6 GST Pull-down 实验
• 2.7 自旋标记实验
• 2.8 NMR 数据收集以及转换
• 2.9 结构计算和分析
• 2.10 主链驰豫的测定
• 2.11 化学位移干扰实验
• 3. 实验结果
• 3.1 蛋白质的表达和纯化
• 3.2 Htt PRR 的各种多肽的合成
• 3.3 SH3GL3-SH3 和双WW 结构域的圆二色光谱
• 3.4 SH3GL3-SH3 和双WW 结构域主链的归属
• 3.5 Htt PRR 的三部分具有不同的结合倾向
• 3.6 SH3GL3-SH3 的溶液三维结构
• 3.7 Htt PRR 与SH3GL3-SH3 的相互作用
• 3.8 Htt PRR 在SH3 结构域上的结合取向
• 3.9 Pept-1-2-3 与SH3 相互作用的分子间NOE 研究
• 3.10 HYPA 双WW 结构域的主链驰豫
• 3.11 Htt PRR 与双WW 结构域的相互作用
• 4. 讨论
• 4.1 SH3 结构域的多个结合位点
• 4.2 HYPA 的双WW 结构域的相互作用特征
• 4.3 Htt PRR 相互作用的多样性
• 4.4 polyQ 对Htt PRR 相互作用可能的影响
• 5. 小结
• 6. 参考文献
• 第二章 DC-UBP 的UBL 结构域的溶液三维结构解析
• 1. 引言
• 2. 材料和方法
• 2.1 DC-UbP 的UbL 结构域的表达和纯化
• 2.2 圆二色谱测定
• 2.3 NMR 数据收集以及转换
• 2.4 结构计算和分析
• 2.5 主链驰豫的测定
• 2.6 GST Pull-down 实验
• 3. 实验结果
• 3.1 DC-UbP 的UbL 结构域的表达和纯化
• 3.2 DC-UbP 的UbL 结构域的圆二色光谱
• 3.3 DC-UbP 的UbL 结构域主链的归属
• 3.4 DC-UbP 的UbL 结构域的三维结构测定
• 3.5 DC-UbP 的UbL 结构域主链动力学数据的测定
• 3.6 DC-UbP 的UbL 结构域与泛素系统结构域相互作用的研究
• 4. 讨论
• 4.1 DC-UbP 的UbL 结构域的表面电荷特征
• 4.2 DC-UbP 结构域与Ub 的比较
• 5. 小结
• 6. 参考文献
• 附录
• 已发表及待发表文章目录
• 致谢