巴德-毕氏综合症相关蛋白的结构与功能研究

Bardet-Biedl syndrome is a genetic disease correlated with primary cillium dysfunction. BBS has been reported as being caused by defects in vesicular transport to the cillium, but the molecular mechanism remains elusive. BBS1, the commonest pathogenic gene of BBS, can associate with Rabin8 which is a guanine nucleotide exchange factor of Rab8 and mediate the formation of the cilia. Additionally, the GTP-bound form of Rab11 also interacts with Rabin8 and coorperates with Rab8 to promote primary ciliogenesis. Therefore, this project will target on the molecular basis, study the crystal structure of the BBS1:Rabin8 complex using X-ray crystallography, investigate on the interrelationship of Rabin8 with BBS1 and Rab11 through some biophysical and biochemical methods, and finally make a deeper understanding of BBS. The implementation of this project is of great significance to the prevention and control of the "disease related with cillium".

巴德-毕氏综合症（Bardet-Biedl syndrome, BBS）是一类与原生纤毛功能缺失有关的遗传性疾病。前期的研究表明BBS可能是由囊泡向纤毛的运输过程中出现错误所引起的，但具体的致病机制仍然很模糊。BBS最为常见的致病基因BBS1能够与小G蛋白Rab8的鸟苷酸交换因子Rabin8相互作用，并且介导纤毛的发生；而以GTP形式结合的小G蛋白Rab11也可与Rabin8相互作用，并与Rab8相互协作，促进纤毛的生成。本项目将以理清BBS的分子机制为目标，以X-射线晶体学为主要研究手段，解析BBS1与Rabin8复合物的晶体结构；通过其他生物物理和生物化学的方法，探讨Rabin8与BBS1和Rab11的作用方式；进而深化对BBS致病机理的理解。开展此项研究工作，对于深入认识"纤毛相关疾病"和有效防治这类疾病具有重要的科学意义。

巴德-毕氏综合症（Bardet-Biedl syndrome, BBS）是一类与原生纤毛功能缺失有关的遗传性疾病。BBS最为常见的致病基因BBS1能够与小G蛋白Rab8的鸟苷酸交换因子Rabin8相互作用，介导纤毛的发生；而以GTP形式结合的小G蛋白Rab11也可与Rabin8相互作用，并与Rab8相互协作，促进纤毛的生成。本项目以理清BBS的分子机制为目标，通过生物物理、生物化学的方法探讨Rabin8、BBS1、Rab8以及Rab11的作用方式。首先利用大肠杆菌系统获得了大量高纯度的蛋白；然后利用气相扩散法培养了BBS1170-449:Rabin8253-460复合物晶体，并收集得到了一套4.5Å的衍射数据；解析了Rab8:Rabin8/Rab8:GRAB复合物的晶体结构,并对三元复合物Rabin8147-460:BBS1170-449:Rab86-176进行了初步研究；其次，通过测得的Rabin8/GRAB的鸟苷酸交换因子活性，构建了Rabin8/GRAB的鸟苷酸交换的动力学模型，发现BBS1与Rab11Q70L:GTP能够加速Rabin8的鸟苷酸交换因子的活性；基于荧光偏振的平衡滴定法测得Rabin8与Rab11Q70L:GTP的平衡解离常数为28.32 µM，在大量BBS1蛋白存在下，并不影响Rabin8与Rab11Q70L:GTP的结合。通过本项目的实施，深化了对BBS致病机理的理解，对于深入认识“纤毛相关疾病”和有效防治这类疾病具有重要的科学意义。