与酪氨酸酶相互作用的蛋白对黑色素形成的影响及作用机制

酪氨酸酶是黑素生物合成的限速酶，其异常可导致人体的色素性皮肤疾病。本课题目的在于发现新的与酪氨酸酶互作的蛋白质因子，阐明作用机制，对研究黑色素形成的调控机制具有重要理论意义。.本项目旨在前期酵母双杂交已经筛选出10个候选基因的基础上，通过模拟分子对接计算分析，利用免疫沉淀和活性测定确定与酪氨酸酶相互作用的蛋白分子，通过体外分子酶学和热力学测定，在分子水平上阐明酪氨酸酶与目标蛋白的作用方式。利用共转染上调和RNAi干扰下调细胞内目标蛋白，明确其对黑色素形成的调控作用。同时利用免疫荧光和底物染色显微观察技术，在细胞水平上探究目标蛋白对酪氨酸酶加工、运输、形成黑素体过程的作用，结合细胞内酪氨酸酶活性的变化，从而阐明目标蛋白的作用机制。本研究不仅能够发现影响黑色素形成新的调控因子，同时还有助于探索目标蛋白的新功能，从而为人类相关皮肤疾病治疗提供新的线索。

发现直接作用于酪氨酸酶的蛋白质因子，研究调控黑色素形成的分子机制，可以为色素性皮肤疾病提供新的治疗靶标。本项目在用生物信息技术初步筛选出候选目标蛋白的基础上，首先应用pull-down和免疫共沉淀IP验证与酪氨酸酶相互作用的候选蛋白，然后用免疫荧光细胞共定位和活性测定证实靶蛋白与酪氨酸酶的相互作用，最后利用等温量热滴定方法和显微观察技术，研究靶蛋白与酪氨酸酶作用机制。通过共转染HEK293上调和knock down下调靶蛋白，研究证实了靶蛋白对黑色素形成的影响。结果首次发现GIPC1蛋白(GIPC PDZ domain containing family, member 1)可以作用于酪氨酸酶，促进酪氨酸酶的转运，有利于黑色素的形成，TYRP1（tyrosinase-related protein 1）可以稳定GIPC1与酪氨酸酶的相互作用。同时排除了RBM9、FHL2、CYBA候选蛋白直接作用于酪氨酸酶的可能性。其次利用生物信息技术预测到磷酸化赖氨酰-tRNA合成酶（KRS）通过释放Ap4A影响酪氨酸酶转录而影响黑色素的形成。上述实验结果为人类相关皮肤疾病的认识提供新思路。