癌症相关受体EGFR、Fas、ER和AR与钙调素相互作用的晶体结构研究

表皮生长因子受体(EGFR)、死亡受体Fas、雌激素受体(ER)和雄激素受体(AR)是与人类肺癌、肝癌、乳腺癌和前列腺癌等恶性癌症的发生发展密切相关的细胞受体，也是肿瘤治疗的重要靶点。它们的共同特点是：均与钙调素(CaM)直接相互作用。CaM是人体细胞内最主要的"钙离子浓度感受器"，它在EGFR、Fas、ER和AR四种受体信号转导通路中起着关键的调控作用。本项目采用结构生物学和分子生物学手段，研究上述四种受体分子上精确的CaM结合靶点，进而解析CaM分别与四种受体靶肽复合物的晶体结构，并对复合物的功能进行深入的分析和讨论。这将对人们揭示EGFR、Fas、ER和AR接受CaM调控的分子基础，进一步阐明四种受体的信号转导机制具有重要意义。同时，本项目有望为以EGFR、Fas、ER和AR为靶向的抗癌药物的设计与开发提供新的思路。

癌症相关受体的胞内部分与相互作用蛋白质复合物的晶体结构研究对于以受体为靶向的新型抗癌药物开发具有非常重要的意义。本项目利用生物化学和结构生物学手段，对几种癌症相关受体和钙调素的相互作用进行了深入研究，最终取得了一系列具有重要意义的研究成果。首先我们精确确定了多种癌症相关受体上的钙调素结合靶点，然后获得了钙调素与EGFR、Fas和p75三种受体靶肽复合物2.0 Å、2.4 Å和2.6 Å高分辨率的衍射实验数据，最终完成了其中两种复合物的晶体结构解析工作和相关Pull-down和Biacore蛋白质相互作用分析等实验。此外，我们还完成了对DR6、ER、AR受体和CaM相互作用的研究工作。根据结构与功能分析结果，我们发现了一些重要实验现象，并在此基础上提出了新观点：.1，钙调素对多种死亡受体的胞内死亡结构域具有直接的相互作用，如Fas、p75和DR6受体。并且这些相互作用是依赖钙离子的，说明钙调素和钙离子浓度对这些受体功能具有普遍的调控作用。.2，钙调素结合在死亡结构域的不同位置上，它分别结合在Fas死亡结构域六段α-螺旋的第一段螺旋处，而在p75和DR6上则结合在第五段螺旋处。.3，钙调素对死亡结构域靶肽的识别方式不同。如Fas靶肽两个关键锚定残基是以1-10的方式与钙调素结合，而p75则以1-11的方式与钙调素结合。1-11的识别方式由我们首次发现。.4，结合以往细胞实验结果，我们发现钙调素参与调控了死亡受体的细胞凋亡信号通路。.5，根据钙调素与靶肽复合物的晶体结构，我们进一步模拟出钙调素与死亡受体全长复合物的结构。我们发现死亡结构域存在一个开放的过程以暴露钙调素结合位点，与非天然状态下的紧凑结构不同。并且死亡结构域的开放状态是多种多样的，目的是结合不同的蛋白或发挥不同的功能。不谋而合的是在2009年Nature杂志上发表的Fas-FADD复合物晶体结构中，Fas死亡结构域也是一种开放状态，而且该状态被认为是引发细胞凋亡的关键开关。.本项目的研究成果将以研究论文的形式在高水平的国际学术期刊上发表。本项目的研究结果和新观点已经整理成文（Structural insights into calmodulin binding to death receptors），文章目前在投。