C-端结构域在PARN型脱腺苷酸酶分子调控中的作用研究

在mRNA水平上研究基因表达调控是揭示细胞生理代谢过程的核心问题之一。PARN是高等生物中降解mRNA poly(A)尾巴的最主要的酶，参与了众多的重要生理过程，如卵母细胞的成熟、早期胚胎发育、细胞周期的调控、对激素的应答以及对营养状态的应答等。PARN是一个多亚基多结构域蛋白，在体内受到多种生理因素的多层次调控，但对其调控机制了解很少。我们的前期研究表明其C-端结构域（CTD）可能在PARN分子调控中起重要作用，但序列分析表明CTD的规则二级结构含量很少。本项目将通过构建缺失和点突变体，采用酶促反应动力学、光谱学、免疫共沉淀、细胞定位等实验,回答以下几个关键科学问题：（1）CTD的结构特征；（2）磷酸化和蛋白质相互作用诱导CTD的结构变化；（3）CTD结构变化与PARN生理功能调控之间的关系。本项目的研究成果将为深入了解PARN的生理功能提供线索。

在mRNA水平上研究基因表达调控是揭示细胞生理代谢过程的核心问题之一。PARN是高等生物中降解mRNA poly(A)尾巴的最主要的酶，参与了众多的重要生理过程，如卵母细胞的成熟、早期胚胎发育、细胞周期的调控、对激素的应答以及对营养状态的应答等。PARN是一个多亚基多结构域蛋白，在体内受到多种生理因素的多层次调控，但对其调控机制了解很少。我们的前期研究表明其C-端结构域（CTD）可能在PARN分子调控中起重要作用，但序列分析表明CTD的规则二级结构含量很少。本项目通过构建缺失和点突变体，采用酶促反应动力学、光谱学、免疫共沉淀、细胞定位等实验,取得了一下研究成果：（1）通过光谱学鉴定，发现CTD的结构特征属于天然没有有序结构的区域（intrinsically disordered region）；（2）研究发现pH、温度、离子强度和磷酸化等条件对CTD的二级结构没有显著影响，TFE可以诱导有序二级结构的形成。离子强度对CTD的三级结构有影响，暗示CTD上具有钾离子的结合位点；（3）通过细胞定位实验，发现CTD上的核定位序列介导了PARN的入核。通过免疫共沉淀实验，发现CTD介导了PARN的蛋白质相互作用。总之，本项目的研究结果表明，CTD可能通过与其它蛋白相互作用时的结构变化来介导PARN的蛋白质相互作用，从而调控PARN的功能。本项目的研究成果为进一步探索PARN的生理功能提供线索。