前列腺癌細胞SUMO化蛋白的發(fā)現(xiàn)和功能研究.pdf

1、前列腺癌是影響男性健康的主要疾病之一，SUMO特異性蛋白酶SENP1與前列腺癌的發(fā)生和轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)，但前列腺癌細胞內(nèi)SUMO修飾底物目前并不清楚。本研究通過計算機虛擬篩選和體外及細胞內(nèi)酶活性測試，發(fā)現(xiàn)小分子化合物SI2是SENP1的抑制劑，同時SI2還能抑制SENP2和SENP3的活性，但對SENP5的活性無明顯抑制。SI2作用于前列腺癌PC3細胞，使內(nèi)源SUMO修飾的底物發(fā)生累積，但并不影響SENP1，SENP2和SENP3以及SU

2、MO接合酶UBC9的蛋白水平。SI2不僅能增加內(nèi)源SUMO修飾底物，也能增加外源轉(zhuǎn)染的Flag-SUMO修飾的底物。我們利用SI2為分子探針結(jié)合細胞培養(yǎng)穩(wěn)定同位素標記氨基酸技術(shù)，在PC3細胞內(nèi)鑒定出900多個潛在的SUMO的底物，其中有231個底物在SI2處理后SUMO化水平升高≥1.3倍。我們對此231個蛋白進行信號通路分析，發(fā)現(xiàn)它們至少參與到剪切體、蛋白酶體、糖酵解、支鏈氨基酸的合成、氨基酰-tRNA的生物合成、丙酮酸代謝、支鏈氨基

3、酸的降解和丙酸代謝等八個通路中。剪切體通路中共富集了20個蛋白，其中HNRNPK, HNRNPM，DDX5是已報道的SUMO底物。同時，我們通過體外SUMO修飾實驗驗證了此通路中的USP39，HSPA1A和HSPA2是新的SUMO底物。除在體外SUMO反應(yīng)中能夠檢測到USP39的SUMO化修飾，在PC3細胞內(nèi)也能檢測到USP39的SUMO化修飾。通過免疫熒光檢測，我們發(fā)現(xiàn)USP39能夠與SUMO1和SUMO2/3共定位。進一步實驗發(fā)現(xiàn)，

4、USP39的SUMO修飾位點主要集中在RS樣結(jié)構(gòu)域，并且第6，16，29，51和73位賴氨酸是其SUMO化修飾的位點。SUMO化對USP39功能具有重要的調(diào)節(jié)作用，在前列腺癌細胞內(nèi)過表達野生型USP39(USP39 WT)能夠促進細胞的增殖，過表達SUMO修飾位點突變的USP39(USP39 SM)，進一步促進了細胞增殖效應(yīng)。
　　本研究提供了一個先導化合物SI2，為優(yōu)化和發(fā)展SENP特異性的抑制劑提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。通過蛋白質(zhì)組學發(fā)