Golgin-84调控高尔基体结构与功能的分子机制

高尔基体是真核生物细胞分泌途径中重要的细胞器，研究其构建和生物发生与遗传的分子机制是当前国际分子细胞生物学的前沿之一。高尔基体基质蛋白质磷酸化导致高尔基体在哺乳动物细胞有丝分裂期裂解。golgin-84在高尔基体构建及膜运输中起着重要作用，并在细胞有丝分裂期被特异磷酸化，golgin-84磷酸化改变其蛋白质构象；Golgin-84在病原细菌Chlamyclia侵染人表皮细胞中被蛋白酶caspases切割，并致高尔基体裂解。在此基础上本项目将深入研究：1）鉴定在细胞有丝分裂期磷酸化golgin-84的磷酸化激酶；2）研究golgin-84磷酸化调控高尔基体结构与功能、细胞周期、细胞凋亡的分子机制；3）阐明golgin-84在细胞凋亡中的变化和作用机理。本项目的研究对于进一步揭示高尔基体的结构与功能，探索治疗与高尔基体相关疾病的新策略，以及提升我国分子细胞生物学基础研究水平具有重要的科学意义。

细胞分泌途径与蛋白质运输、生长因子分泌、免疫应答、神经递质运输、细胞粘着等重要生命过程和相关疾病的发生密切相关，高尔基体是细胞分泌途径中重要的细胞器，它位于细胞内膜系统分泌途径的中心，主要功能是将内质网合成的蛋白质、脂类等大分子进行加工修饰，然后再分类、包装、运输到细胞内特定的细胞器或分泌到细胞外，以行使其各自的功能。哺乳动物细胞中的高尔基体是由高尔基堆首尾连接形成带状结构，当细胞进入有丝分裂期，通过高尔基体的膜运输将停止，带状高尔基体裂解成碎片（主要是膜泡和一些短管状膜结构）。研究表明，高尔基体在细胞有丝分裂期裂解是与高尔基体基质蛋白的磷酸化有关，Golgin-84在高尔基体构建及膜运输中起着重要作用，并在细胞有丝分裂期被特异磷酸化，本项目旨在研究Golgin-84调控高尔基体结构与功能的分子机制。.本项目研究表明参与细胞有丝分裂的磷酸化激酶CDK1、Plk1对Golgin-84磷酸化均起作用，Golgin-84在细胞有丝分裂期的磷酸化修饰可能是多个激酶协同作用的结果。检测了Golgin-84磷酸化对其与互作蛋白CASP，Rab1间存在相互作用的影响，结果表明，Golgin-84磷酸化不影响其与CASP间的蛋白互作，Golgin-84磷酸调低其与Rab1间的互作。鉴定了Golgin-84 2个磷酸化位点，T90，S102，在细胞内表达golgin-84磷酸化突变体表明对高尔基体结构、细胞周期和细胞凋亡的影响不明显，分析结果推测高尔基体蛋白质在细胞有丝分裂期磷酸化对高尔基体结构的影响可能是通过多个高尔基体蛋白如GM130，GRASP65,GRASP55同时磷酸化起作用的，一种蛋白的磷酸化可能看不到明显的影响。利用果蝇研究Golgin-84功能表明，通过RNA干扰技术抑制Golgin-84表达使得翅脉发育异常，过表达Golgin-84导致果蝇翅膀生长图式出现缺陷，可能是由于Golgin-84引起的高尔基体结构的变化影响了Wnt蛋白分泌，从而影响了果蝇的发育。研究结果发表论文：侯国丽,林鑫华,吴一卉,刁爱坡. 果蝇Golgin-84在发育中的表达和功能研究. 中国细胞生物学学报.（2013）32(5)：622-629.