人多聚胞嘧啶结合蛋白在铁代谢中的功能研究

人多聚胞嘧啶结合蛋白家族有四同源蛋白PCBP1，PCBP2，PCBP3，PCBP4,是RNA结合蛋白，能结合RNA或DNA的多聚胞嘧啶区域（Poly C）。PCBP1在多个水平调控其靶基因的表达，如转录﹑mRNA的稳定性及翻译。2008年，我们在<Science>上报道PCBP1可结合二价铁离子并协助铁蛋白储存铁。细胞内其它含铁的酶可能也需要PCBP1递送铁离子。铁离子与PCBP1的结合可能改变PCBP1结合PolyC的活性，从而调节PCBP1靶基因的表达。本项目拟研究：1，PCBP2与铁的相互作用。2，拟用SiRNA敲除PCBP1以及同源蛋白的表达，通过分析含铁的酶的活性来筛选需要PCBPs蛋白传递铁的酶。3，通过凝胶迁移实验分析铁或其他金属离子对PCBP1结合Poly C活性的影响,通过分析含PolyC的报告基因或PCBP1靶基因在不同铁浓度下的表达情况来验证铁可调节PCBP1的活性。

人多聚胞嘧啶结合蛋白PCBP1是该课题主持者在美国国立卫生研究院Caroline Philpott实验室做博士后期间发现的细胞内铁离子分子伴侣能够协助储铁蛋白储存铁离子，降低细胞内那些能够催化自由基产生的自由态铁离子。由于多聚胞嘧啶结合蛋白PCBP1属于RNA/单链DNA结合蛋白，人的这一家族蛋白包括PCBP1、PCBP2、PCBP3和PCBP4，它们都结合富含胞嘧啶的RNA或单链DNA区域。本课题提出四项研究内容从三个方面研究人多聚胞嘧啶结合蛋白在铁代谢中的功能：1. 人多聚胞嘧啶结合蛋白1（PCBP1）的同源蛋白PCBP2是否具有铁离子分子伴侣功能；2.铁离子分子伴侣PCBP1的其它靶位点；3. 人多聚胞嘧啶结合蛋白结合结合富含胞嘧啶的RNA或单链DNA区域（PolyC）的能力是否收到调控。这些问题都已经被回答，分别发表在Cell Metab. 2011; 14(5): 647–657和JBC, 2013。Cell Metabolism 中的“Activation of the HIF Prolyl Hydroxylase by the Iron Chaperones PCBP1 and PCBP2”揭示出PCBP1和PCBP2作为铁离子分子伴侣能够输送铁离子给脯氨酰羟化酶（PHD2），使之能够羟基化缺氧诱导因子（HIF1a），然后泛素化水解。 JBC中的 “Each member of the PCBP family exhibits iron chaperone activity toward ferritin”表明 PCBP2与PCBP1相似，能够结合铁离子，并且运送铁离子到储铁蛋白中储存，PCBP3和PCBP4也有相似功能，这些蛋白都能够结合富含胞嘧啶的RNA或单链DNA序列，铁离子是否能够调控这些蛋白与PolyC的结合尚不清楚。 .由于Caroline Philpott没有按照她的承诺提供我在她实验室构建的菌株和部分质粒，这使我们实验进展慢于她的实验室，她在2011年发表PCBP1的另一个靶蛋白PHD2，2013年与我们合作发表PCBP1的同源蛋白都是铁离子的分子伴侣，有相似的功能。目前，该课题所提出研究方向中有关铁以及其它金属离子镉、铁、锌作用于PCBP蛋白结合富含PolyC序列核酸的活性数据还没有发表，我们正在准备一篇相关论文。