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《厦门大学》 2009年
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Fused小鼠自然突变体Axin~(Fu-NT)影响野生型Axin功能的分子机理

卢再恋  
【摘要】: Axin是一个多结构域的构架蛋白,它能通过与不同蛋白的相互作用调节不同的信号通路,其中包括Axin能通过促进β-catenin的降解下调Wnt信号;同源二聚化的Axin能通过MEKK1或MEKK4激活JNK磷酸化;Axin也能通过HIPK2激活p53第46位丝氨酸的磷酸化;最近的研究发现Axin还能通过Arkadia增加Smad7的降解增强TGF-β信号等。Axin通过对不同信号的调节参与调控生物个体发育、抑制肿瘤发生、参与细胞骨架重排等过程。鼠源Axin是由鼠的Fused(Fu)基因编码;Axin~(Fu)等位基因是由转座子IAP的插入产生的。Axin~(Fu/Fu)小鼠会出现胚胎致死、神经管分叉和不同程度尾巴卷曲等各种表型。目前的研究在Axin~(Fu)小鼠体内检测到了截短的Axin mRNA,但并没有相关突变蛋白的报道。Axin~(Fu)小鼠体内是不是真实存在Axin的突变蛋白,Axin~(Fu)小鼠的的表型是不是由于Axin突变的蛋白的存在引起的,如果是,又是通过怎样的途径引起的,这些问题目前还不清楚。本论文通过生物化学和分子生物学的方法,系统地阐明了Axin突变蛋白的存在及其在生物体内的重要功能。本论文首先用免疫沉淀的方法证明Axin~(Fu)小鼠体内确实存在Axin截短的突变体。该突变体只包含Axin第1-596个氨基酸,将其命名为Axin~(Fu-NT)。实验的研究发现Axin~(Fu-NT)能够像野生型Axin一样下调LEF-1和TOPFLASH的转录活性;与Wnt信号的主要调节因子的免疫共沉淀实验显示,Axin~(Fu-NT)能有效形成β-catenin的降解复合体;通过Axin和Axin~(Fu-NT)mRNA的斑马鱼胚胎注射实验也观察到β-catenin的靶向基因boz和tbx6都受到了类似程度的下调。这些说明Axin~(Fu-NT)对Wnt信号的调节与Axin没有明显的差异。本论文在研究过程中还发现Axin~(Fu-NT)不但不能激活JNK(这可能与Axin~(Fu-NT)缺失了Axin的C端有关),还能强烈抑制Axin激活JNK。进一步的研究发现Axin~(Fu-NT)存在形成同源二聚化的结构域,Axin~(Fu-NT)通过该结构域能破坏Axin形成同源二聚体,从而起到抑制Axin激活JNK的作用;而且Axin~(Fu-NT)能竞争Axin与MEKK1或MEKK4结合,这可能是Axin~(Fu-NT)抑制Axin激活JNK的另一分子机制。在斑马鱼体内检测Axin~(Fu-NT)的生物学功能的实验也证明了Axin~(Fu-NT)能抑制β-catenin和JNK信号,从而获得了腹部化的表型。本论文还检测了Axin~(Fu-NT)对p53磷酸化的影响。实验的研究发现Axin~(Fu-NT)不影响p53-luc的转录活性但能强烈抑制Axin增强的p53-luc的转录活性;p53磷酸化的实验也证明了Axin~(Fu-NT)不能增强p53第46位丝氨酸的磷酸化(这可能与Axin~(Fu-NT)缺失了HIPK2的结合域有关)但能强烈抑制Axin促进p53第46位丝氨酸的磷酸化。Axin~(Fu-NT)缺失p53结合区域的突变体Axin~(Fu-NT)ΔMID不干扰Axin促进p53第46位丝氨酸的磷酸化作用。因此,Axin~(Fu-NT)不能与HIPK2相互作用但能竞争Axin与p53结合可能是Axin~(Fu-NT)抑制Axin促进p53第46位丝氨酸的磷酸化作用的分子机制。与此相一致的是,Axin~(Fu-NT)能抑制Axin通过促进p53磷酸化引起的细胞凋亡。总之,Axin~(Fu-NT)影响了Axin在多条信号通路中的重要调节作用,Axin~(Fu)小鼠的表型可能是Axin对多条信号通路调节受到影响的共同作用结果。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:Q51

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