人类NADPH sensor蛋白HSCARG调控机制研究

HSCARG是我们新识别的人类NADPH sensor，我们已有结果表明它能感应细胞内氧化还原状态的变化，发生核易位，并通过构象的改变来行使多种调节功能，是连接NADPH信号调控与一氧化氮信号通路的一个关键调控蛋白。HSCARG能够通过泛素化-蛋白酶体降解途径来调控细胞内COMMD1和NFkB的水平，是细胞生长必需的蛋白。但是，HSCARG调控细胞生长的分子机制仍有待于研究。本课题将结合生物化学、分子生物学、细胞生物学以及结构研究等多种手段，深入研究HSCARG感应细胞内氧化还原状态的变化发生核易位的分子机制和它在入核后的调控作用；了解HSCARG调节不同蛋白泛素化的分子机制；寻找更多与HSCARG相互作用的蛋白，确定HSCARG参与的细胞信号传导通路。这些研究有助于我们深入了解NADPH sensor在细胞调控网络中新的调控功能，对揭示NADPH sensor与疾病发生机制具有重要意义。

本课题研究了HSCARG在调控肿瘤细胞生长、抗病毒先天免疫以及DNA损伤修复中的作用和分子机制。研究结果发现：HSCARG通过抑制NF-κB上游的主要成分IKKβ的磷酸化来负调控TNF-α和IL1β诱导的NF-κB的活性；进一步的实验结果表明，HSCARG通过调节IKK复合物中NEMO的多聚泛素化来影响IKKβ的磷酸化和下游蛋白的激活；识别了HSCARG中的一个CRM1依赖的出核序列，它能够通过调节HSCARG的移位来调节NF-κB的活性。由于HSCARG是一个NADPH sensor，我们探讨了HSCARG在NADPH途径活性氧产生中是否具有调控作用。结果发现HSCARG通过抑制NF-κB的活性来下调p47phox的表达，并进一步抑制细胞内NADPH氧化酶诱导的ROS。此外，我们还发现HSCARG以NF-κB非依赖的方式在细胞抗病毒固有免疫信号通路中发挥重要的作用，HSCARG能够明显抑制仙台病毒等刺激诱导的干扰素的生成：HSCARG通过和去泛素化酶OTUB1的协同作用抑制TRAF3的泛素化。HSCARG还能够与IKKε相互作用，抑制TRAF3和IKKε的相互作用，由此降低IKKε的磷酸化水平，进一步抑制IRF3的磷酸化、二聚化和核转位，从而负调控IFNβ的产生。通过酵母双杂交实验，我们还筛选并鉴定了与HSCARG相互作用的蛋白RING1。发现HSCARG和去泛素化酶USP7协同作用，共同抑制PRC1复合体的泛素化，由此抑制了PRC1的E3连接酶催化活性并最终导致H2A泛素化程度降低。此外，HSCARG可以抑制DNA损伤引起的H2A泛素化，进而抑制RAP80等修复蛋白在DNA损伤处的聚集。表明HSCARG在应答DNA损伤、调控细胞生长中发挥重要的作用。这些研究有助于我们深入了解NADPH sensor 在细胞调控网络中新的调控功能，为进一步揭示NADPH sensor与疾病发生机制提供有用的信息。