蛋白质组学技术在细胞生物学研究中的应用 ——马达蛋白MKLP1/MKLP2协同参与胞质分裂的分子调控机制

蛋白质组学技术在细胞生物学研究中的应用 ——马达蛋白MKLP1/MKLP2协同参与胞质分裂的分子调控机制

论文摘要

蛋白质-蛋白质相互作用网络调控着细胞的动力学,构成了细胞生长,运动和分化的可塑性。从分子机制上阐明蛋白质-蛋白质相互作用是了解细胞动力学和可塑性的基础。基因组测序的完成和当代质谱技术的发展推动了解决复杂生物学结构的蛋白质组学的发展。利用蛋白质组学分析,我发现了一个新ARF6 GTPase激活蛋白ACAP4,这个蛋白在细胞迁移过程中起着重要作用。 在细胞分裂过程中,染色体的分离是受到纺锤体微管与动点的结合编排调控的。在向两极分离的染色单体之间的微管很规律地重组成高度有序的中心纺锤体,这是开始和进行胞质分裂的必要条件。中心纺锤体的组织需要有丝分裂马达蛋白和包含Aurora B激酶,survivin,INCENP的染色体旅客蛋白复合物。已有的模型显示INCENP定位Aurora B到需要它活性的地方,而survivin的精确功能还并不清楚。在剖析中体蛋白质组成的研究中,我们鉴定出了微管马达蛋白MKLP2。鉴于MKLP2独特的分子结构及在有丝分裂期细胞中的动态重定位,我随之对MKLP2进行了系统的功能研究。在这里我的研究显示了,人类的survivin控制Aurora B激酶的活性和它经由MKLP2介导的中心纺锤体重定位。我们发现survivin结合MKLP2的C末端,破坏survivin-MKLP2的这一结合会抑制AuroraB-INCENP定位改变到中心纺锤体并造成胞质分裂缺陷。这种MKLP2介导,survivin依赖的Aurora B蛋白复合物定位的改变被一系列的拯救实验所证实:外源性表达的全长MKLP2能够重新恢复Aurora B激酶复合物的运输和正常的胞质分裂,而马达缺失或者尾部缺失的MKLP2却不能。令人惊讶的是缺失survivin会造成Aurora B激酶活性的降低和MKLP1的异常定位。模拟磷酸化的MKLP1突变体在survivin缺失情况下的正常定位说明了Aurora B磷酸化调节的重要性。这些结果显示,survivin把Aurora B激酶活性与中心纺锤体和胞质分裂完成联系到了一起。除了马达蛋白和染色体旅客蛋白以外,一些中心体蛋白也参与了胞质分裂的调控。它们功能的破坏会导致胞质分裂缺陷。未来在中心纺锤体动力学时空调控上的研究将为我们阐明染色体分离与胞质分裂之间起着协调作用的分子机制。

论文目录

  • 常用词与缩略语表
  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 文献综述
  • 第一部分 蛋白质组学技术
  • 第一节 蛋白质组学定义
  • 第二节 蛋白质鉴定与分析
  • 第三节 翻译后修饰
  • 第四节 小结
  • 第二部分 中体和成膜体:相似的胞质分裂调控重要结构
  • 第一节 中体(midbody)
  • 第二节 成膜体(phragmoplast)
  • 第三节 中体和成膜体的组装
  • 一.纺锤体中区的组装
  • 二.微管结合蛋白Aselp/MAP65/PRC1/FEO/SPD-1
  • 三.其它与胞质分裂相关的微管结合蛋白
  • 四.胞质分裂中的动力蛋白
  • 第四节 植物细胞胞质分裂过程的膜动力学
  • 第五节 动物细胞纺锤体中区和中体形成过程中的膜动力学
  • 第六节 综合评论
  • 第三部分 染色体旅客蛋白复合物在染色体分离和胞质分裂中的重要作用
  • 第一节 哺乳动物的AuroraB/AIM-1激酶
  • 第二节 INCENP(Inner Centromere Protein)
  • 第三节 Survivin/Bir家族
  • 第四节 胞质分离中染色体旅客蛋白和马达动力蛋白的功能
  • 第五节 综合评论
  • 第四部分 SPB和中心体在胞质分裂和有丝分裂退出过程中的重要作用
  • 第一节 S.pombe中的SIN通路
  • 第二节 S.cerevisiae中的MEN通路
  • 第三节 动物细胞中的中心体和胞质分裂
  • 参考文献
  • 第二章 材料和方法
  • 第三章 结果与分析
  • 第一部分 功能蛋白质组学
  • 第一节 利用蛋白质组学方法寻找ARF6的激活蛋白
  • 第二节 动点蛋白质组学
  • 第三节 中体蛋白质组学
  • 第二部分 survivin联系Aurora B激酶和中心纺锤体以保证胞质分裂的顺利完成
  • 第一节 survivin在有丝分裂后期的定位改变是MKLP2介导完成的
  • 第二节 MKLP2通过与survivin的直接相互作用调控有丝分裂后期染色体旅客蛋白的转运
  • 第三节 Aurora B介导的磷酸化是MKLPI定位到中心纺锤体和胞质分裂完成的重要条件
  • 第四节 讨论
  • 第三部分 新的中心体蛋白CENP-J在细胞周期调控中的潜在作用
  • 第一节 CENP-J是全周期定位的中心体蛋白
  • 第二节 CENP-J在细胞周期过程中的调控作用
  • 第三节 讨论
  • 参考文献
  • 附录 人类中体蛋白质组数据库
  • 致谢
  • 攻读博士期间发表的论文及会议文摘
  • 相关论文文献

    • [1].用吸收边界方法研究驱动马达蛋白在不对称势中扩散寻找的等待时间分布[J]. 生物物理学报 2011(10)
    • [2].细胞有丝分裂马达蛋白的化学生物学研究与展望[J]. 科学通报 2014(31)
    • [3].驱动蛋白的研究进展[J]. 生命科学研究 2012(04)
    • [4].纳米生物工程应用分子仿生体系作用的探讨[J]. 中外企业家 2015(36)
    • [5].微管及相关蛋白的应用与研究[J]. 当代化工研究 2017(11)
    • [6].马达蛋白运动轨道的静电特性[J]. 河南教育学院学报(自然科学版) 2009(02)
    • [7].生命中的物理学[J]. 世界科学 2016(03)
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    • [9].南农大团队描绘肌球蛋白靶标结构“3D图”[J]. 农家致富 2020(10)
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    • [12].丙烯酰胺的雄性生殖毒性[J]. 中华男科学杂志 2008(02)
    • [13].细胞间隧道纳米管介导的线粒体转运诱导急性单核细胞白血病细胞抵抗凋亡的研究[J]. 安徽医科大学学报 2019(09)
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    • [20].Prestin蛋白的稳定高表达卵巢细胞株的建立[J]. 天津医药 2011(07)
    • [21].调控型分泌的分子机制研究进展[J]. 生命科学 2011(11)
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