蛋白磷酸化酶自我抑制结构域及其与免疫抑制药物的作用机制研究

As a target of Immunosuppressive drugs such as cyclosporin A (CsA) and Tacrolimus (FK506), Calcineurin （CN）is activated by calcium/calmodulin with a major role in calcium signaling in diverse cells and organs-Stimulated by the multifunctional protein CaM, which ensure the coordinated regulation of CN protein phosphatase, CN communicates with a large number of substrates and other proteins. The structure of CN and the complex of CN-Immunosuppressive drugs are solved. However, the structure of CN autoinhibitory domain (AI) which plays critical role in CN allosteric regulation, remains unknown. In this work, biophysical methods such as nuclear magnetic resonance (NMR), Fourier Transform infrared (FTIR), and Isothermal Titration Calorimetry (ITC) will be used to address the structure and the allosteric machanism of calcineurin AI domain in T cell induced by immunosuppressivedrugs.

作为常用免疫抑制药物环孢素A（cyclosporin A，CsA）、他克莫司（Tacrolimus，FK506）的一个靶目标，蛋白磷酸化酶（Calcineurin，CN）参与大量T细胞内信号路径的调节-T细胞内Ca2+浓度升高使钙调蛋白（Calmodulin，CaM）构象发生变化并与CN结合，使CN自我抑制结构域(AI)飘离其活性部位，激活后的CN使其底物-激活T细胞核因子（Nuclear Factor of Activated T cell，NFAT）去磷酸化而向细胞核内转移并调控大量相关基因。AI在CN的调控功能中发挥重要作用但其三维结构未知，CsA和FK506等免疫抑制药物诱导AI的构象机理相关信息缺乏。本项目拟在前期研究基础上，用核磁、红外、荧光等技术手段对CN自我抑制结构域的三维结构及其与免疫抑制药物之间的反应机理进行研究，以期阐明免疫抑制药物在T细胞内的分子作用机制。

作为常用免疫抑制药物环孢素A（CsA）、他克莫司（FK506）的一个靶目标，2B型蛋白磷酸化酶（CN）参与大量T细胞内信号路径的调节。CN自我抑制结构域（AI）在CN的调控功能中发挥重要作用但其三维结构未知，CsA和FK506等免疫抑制药物诱导CN自我抑制结构域的的构象机理缺乏相关信息缺乏。本项目用核磁、红外、荧光等谱学技术手段围绕2B型蛋白磷酸化酶CN、钙调蛋白（CaM）和CN自我抑制结构域（AI）的结构、构象及其与免疫抑制药物之间的反应机理开展了四余年的大量研究工作，取得蛋白磷酸化酶部分结构、构象及其与纳米材料作用机制相关的大量研究结果。该项目共已发表标注基金号的SCI论文10篇（其中IF6.5以上的论文4篇，含Nature子刊1篇），申请相关专利1项。该项目的研究成果大大丰富了人们对蛋白磷酸化酶工作机理的认识，对药物环孢素A和FK506）的应用有指导意义。