酪蛋白激酶2结合并磷酸化ataxin-3

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1、中国科学技术大学硕士学位论文酪蛋白激酶2结合并磷酸化ataxin-3姓名：陶瑞松申请学位级别：硕士专业：神经生物学指导教师：王光辉20090501摘要神经退行性疾病是一类慢性、进行性疾病，严重影响人类的健康。虽然这类疾病的病变部位以及病因各不相同，但神经元退行性病变是它们的共同特征。神经元的退变会引起功能的紊乱，甚至导致神经元的死亡。马查多．约瑟夫病(MJD)／脊髓小脑共济失调3型(SCA3)，是由MJDl基因编码产物ataxin．3的C．末端的编码谷氨酰胺的密码子CAG发生重复扩展突变而引起的一种常染色体显性遗传

2、的多聚谷氨酰胺病，其主要的病理特征是突变的ataxin一3在患者易感脑区内的神经元胞核内聚集形成包涵体，但目前它的发病机制还不清楚。MJD中包涵体聚集的形成与其致病蛋白的翻译后修饰有很大关系。蛋白质翻译后修饰对蛋白质成熟、结构和功能多样性有决定性的作用。它使蛋白质的结构更为复杂，调节更为精细，功能更为完善，作用更为专一。常见的蛋白质的翻译后修饰包括磷酸化、泛素化、甲基化、糖基化和乙酰化等。它们可以通过调节底物蛋白的活性、稳定程度、亚细胞器定位或者与其他蛋白质的相互作用而达到功能调节作用。其中磷酸化涉及细胞信号转导、

3、神经活动、肌肉收缩以及细胞的发育和分化等生理病理过程。现有的研究表明磷酸化修饰作用在很多神经退行性疾病的发病过程中起到重要作用，女lhuntingtin和ataxin．1的磷酸化对蛋白的功能以及疾病的发生有很重要的影响，然而己知可以磷酸化ataxin．3的激酶仍然很少。本论文主要通过分子生物学技术手段来探讨酪蛋白激酶2(Caseinkinase2，CK2)与ataxin．3的结合以及磷酸化作用。实验中通过GSTpulldown技术和免疫共沉淀技术鉴定ataxin．3jTICK2的相互作用。并且通过体外磷酸化技术检i

4、贝,ICK2对ataxin．3的磷酸化。结果表明：(1)『F常和扩展突变型ataxin．3在体外与CK2a、p亚单位均发生相互作用；(2)在293细胞中『F常和扩展突变型ataxin一3只和CK2p亚单位相互作用，而与cc亚单位没有结合：(3)『F常和扩展突变型ataxin-3都可以被CK2磷酸化。通过上述三个方面的研究我们得出结论：Ataxin．3是蛋白激酶CK2的底物。关键词：马查多一约瑟夫病／脊髓小脑共济失调3型：ataxin．3；酪蛋白激酶2：磷酸化AbstractABSTRACTNeurodegenera

5、tiVediseasesarechronicdisorderscausedbythedeteriorationofcertainneurons．Changesintheseneuronscauseafunctiondisorder．eventuallyleadtoneuronalcelldeath．Machado—Josephdisease(MJD)／Spinocerebellarataxiatype3(SCA3)isanautosomaldominantneurodegeneratiVedisordercause

6、dbyanexpansionofpolyglutaminetractneartheC—terminusoftheMJDlgeneproduct，ataxin．3．Theexpandedataxin一3formsnuclearinclusionsinMJDbrain．TheprecisemechanismoftheMJD／SCA3pathogenesisremainsunclear．Itwasreportedthatpost—translationalmodificationsofdeseaseproteinspla

7、yanimportantroleinthenuclearinclusionsinMJDbrain．Post．translationalmodificationsofproteinsarecrucialtoproteinmaturation，proteinstructureandproteinfunctions．Post—translationalmodifications，suchasphophorylation，methylation，ubiquitinationandSUMOylation，areimporta

8、ntfortheregulationofproteinfunctions，activitiesorlocalizationsaftertheirsynthesishasbeencompleted．Recentstudiesshowthatphosphorylationofsomepolyglutaminediseaseproteins，suchashunti