Eg5在病毒Tat蛋白介导的免疫细胞凋亡中的功能

人免疫缺陷病毒HIV的Tat蛋白与HIV感染引起的免疫细胞凋亡密切相关，但Tat介导免疫细胞凋亡的分子机制尚不清楚。我们的前期工作表明，Tat在免疫细胞内与有丝分裂驱动蛋白Eg5结合，并参与对Eg5活性的调控。本项目拟在此基础上，探讨Tat与Eg5在免疫细胞内相互作用的分子机制，分析Tat与Eg5结合在Tat介导的免疫细胞凋亡中的作用，研究Tat对免疫细胞内Eg5功能包括纺锤体组装、纺锤体检验点状态、有丝分裂进程等方面的影响，探讨Tat调节Eg5活性的分子机制，并筛选能够影响Tat介导的免疫细胞凋亡的小肽。这些研究有助于深入了解Tat介导免疫细胞凋亡的分子机制，对于理解HIV感染引起的免疫系统缺陷和开发新型抗病毒药物具有重要的意义。

HIV的反式激活因子Tat蛋白介导的免疫细胞凋亡，是 HIV感染导致免疫细胞减少的主要因素之一，然而相关的分子机制并不清楚。在本研究中，我们对此进行了探讨，尤其关注微管相关有丝分裂驱动蛋白Eg5在其中的作用。我们发现Tat与Eg5相互作用，改变Eg5构象，进而影响ADP从酶活性中心释放，来调节ATP酶的活性。Tat的这一行为影响了有丝分裂纺锤体的形成并启动纺锤体检验点，因此阻滞有丝分裂细胞周期进程，进而导致CD4阳性T淋巴细胞凋亡。进一步的研究发现Tat羧基端第85位赖氨酸对其与Eg5的结合是至关重要的，并因此调节Eg5的活性、细胞有丝分裂和细胞凋亡进程。这些研究结果表明Tat通过抑制Eg5活性，介导有丝分裂纺锤体检验点激活并促进CD4阳性T淋巴细胞凋亡。我们还发现Tat蛋白存在第48位赖氨酸介导的泛素化修饰，并受蛋白酶体依赖的降解途径的调控。过表达不同的泛素突变体影响Tat蛋白的活性，包括反式激活活性、诱导细胞凋亡活性、与微管蛋白相互作用以及稳定微管的活性。此外，72、86和101个氨基酸形式的Tat蛋白的稳定性及上述活性均有所不同。这些研究结果表明Tat蛋白的泛素化修饰及其羧基端是其稳定性及活性的重要调节因素。另外，我们通过把Tat蛋白的所有赖氨酸残基逐一突变成丙氨酸、谷氨酸及精氨酸，然后对这些突变体的活性进行系统分析，发现Tat的赖氨酸乙酰化不仅影响其反式激活活性，还影响其在细胞内的定位。另外，Tat的各种赖氨酸突变对微管组装及Tat与bromodomain蛋白的结合有不同的影响，Tat对细胞凋亡和有丝分裂进程的影响并不完全归因于其对微管组装的影响。这些研究结果表明Tat通过结合不同的蛋白调节各种细胞活动，并通过不同赖氨酸残基的乙酰化来调节它与不同蛋白的结合。综合起来，我们的这些发现有助于深入了解Tat介导免疫细胞凋亡的分子机制，为进一步研究HIV感染引起的免疫系统缺陷和开发新型抗病毒药物提供了新知识。