论文摘要
蛋白适当的亚细胞定位是其发挥相应功能的前提,蛋白定位发生异常,将会对细胞功能甚至生命产生影响。酪蛋白激酶-2相互作用蛋白-1（casein kinase 2 interacting protein-1, CKIP-1）是一个含PH结构域的质膜定位蛋白。基于细胞、分子水平的研究表明,CKIP-1参与调控肌细胞分化、细胞骨架重组、细胞凋亡、肿瘤细胞生长,以及募集核内的CK2和ATM激酶到质膜等。本实验室最近建立了CKIP-1基因敲除小鼠模型,首次从遗传学角度发现其生理功能是一个新的骨形成负调控分子,机制是CKIP-1结合并增强特异调控成骨细胞活性的泛素连接酶Smurf1的活性。CKIP-1发挥上述功能主要依赖于其质膜定位,但其质膜定位机制依然不清楚,也是本论文回答的主要问题。此前的研究认为,其PH结构域通过与质膜磷脂结合,决定了CKIP-1的质膜定位。但我们的研究吃惊的发现,CKIP-1的PH结构域单独过表达,却完全定位于细胞核。不同标签的PH、不同细胞系中均得到同样的结论。这提示CKIP-1的亚细胞定位机制比先前认为的要复杂。进而,我们鉴定了CKIP-1的PH结构域内的一个强的非经典核定位信号（NLS） R82KSKSRSKK90,其中R82、K83、K89以及K90这四个碱性氨基酸为NLS功能所必需。通过系列缺失突变分析,我们发现CKIP-1的C末端序列（aa361-382）可通过与N端PH结构域的相互作用抑制PH的核定位功能,这种自抑制机制参与决定了CKIP-1的质膜定位。异源过表达CKIP-1的C端截短体C-term1（aa 338-409）可以募集CKIP-1显著入核,而且存在剂量效应关系,其机制是打破了CKIP-1的自抑制,暴露了PH的NLS,牵引CKIP-1入核。综上,我们通过研究提出了一种新的CKIP-1质膜定位决定机制：CKIP-1亚细胞定位是通过N端PH结构域内的NLS和N端-C端自抑制作用共同决定的,CKIP-1入核需要NLS介导,但通常情况下NLS受C端的抑制,同时PH与质膜磷脂结合使得CKIP-1定位于质膜；当细胞处于某些应激条件,或者人为表达C-term1,干扰了CKIP-1自抑制作用,暴露N端的NLS,介导CKIP-1入核。本研究对于增进理解PH结构域在蛋白质定位决定中的功能具有重要的借鉴意义。
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