肿瘤抑制相关蛋白RBBP1的结构与相互作用的核磁共振研究

本项目主要通过核磁共振波谱学来研究肿瘤抑制蛋白RBBP1的三维结构以及和其他生物分子的相互作用。RBBP1是和RB肿瘤抑制因子家族相结合的一个蛋白质，可与DNA及多种蛋白相互作用，抑制细胞生长相关基因的转录或改变其表观遗传学修饰，对多种类型的肿瘤及白血病有抑制作用。本项研究通过异核多维核磁共振波谱学测定RBBP1的各个结构域的空间结构，根据结构分析各个结构域的功能和作用机制。通过测定结构域之间的相互作用和动态特性，分析结构域之间的相互关系，获得RBBP1的整体结构信息。基于获得的结构，使用蛋白质滴定和化学位移映射、表面等离子共振等方法研究RBBP1和DNA，组蛋白等其他生物分子的相互作用。根据得到的结构和相互作用信息，分析其功能的结构基础和作用机制，特别是在肿瘤抑制中是如何发挥作用的，为药物设计和肿瘤的治疗提供线索。

本项目研究了肿瘤抑制相关蛋白RBBP1 的结构和功能。通过生物信息学分析表明，RBBP1包含有5个结构域，从N端到C端依次为：TD，PD, AD, CD, R2D。我们对这些结构域的结构与功能进行了研究，使用核磁共振方法解析了RBBP1 的CD和TD的溶液三维结构，并研究了结构域之间、结构域与甲基化组蛋白、结构域和DNA之间的相互作用。研究结果表明，RBBP1的CD 具有保守的芳环盒子结构识别甲基化组蛋白N端多肽，是RBBP1各个结构域中负责表观遗传学识别的关键结构域。RBBP1 CD同时可以与DNA结合并导致CD结合甲基化组蛋白N端多肽的能力得到显著提高，在DNA存在的情况下CD结合H4K20me3的结合力提高最多可达15倍。RBBP1 TD的结构表明RBBP1的TD是一个绞合的双tudor结构域，和JMJD2A家族蛋白的TD有一定的类似性。我们的研究还发现，RBBP1 TD可以非特异的结合DNA。对AD的研究表明，AD可能具有和其他已知的ARID结构域差别很大的结构特征，功能可能也会有所不同。对结构域间的相互作用研究表明，CD和TD，PD之间无直接的相互作用，但AD和CD，PD之间有明显的相互作用。我们的研究结果使人们对RBBP1的结构和功能有了更加深入的了解，为理解RBBP1参与表观遗传调控和肿瘤抑制的机制提供了结构和分子基础。