mTORC1調(diào)控乙酰轉(zhuǎn)移酶p300活性的機制及功能研究.pdf

1、細胞代謝通過調(diào)控細胞內(nèi)的能量和生物大分子的合成與分解影響細胞的生長、分化和衰老。細胞內(nèi)外的營養(yǎng)狀態(tài)和應(yīng)激壓力通過影響位于各個代謝通路的重要蛋白激酶的活性，調(diào)節(jié)細胞的代謝水平。然而，近年來的研究發(fā)現(xiàn)，細胞代謝通路中大量蛋白的活性受到乙?；揎椀恼{(diào)控，表明蛋白質(zhì)乙酰轉(zhuǎn)移酶/去乙酰化酶在細胞代謝中發(fā)揮重要作用。
　　乙酰轉(zhuǎn)移酶p300及其同源蛋白CBP(CREB-binding protein)，是研究較為廣泛的乙酰轉(zhuǎn)移酶。最初，它們被

2、發(fā)現(xiàn)發(fā)揮轉(zhuǎn)錄共激活子的作用。p300通過乙?；M蛋白和轉(zhuǎn)錄因子等，加強轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝，促進基因轉(zhuǎn)錄。除了在細胞核內(nèi)發(fā)揮作用，p300也能定位細胞質(zhì)，通過乙?；毎|(zhì)蛋白，參與調(diào)控眾多的細胞生理病理過程。最近的研究發(fā)現(xiàn)，p300在細胞內(nèi)重要的分解代謝過程—自噬中發(fā)揮作用。p300通過乙?；允上嚓P(guān)蛋白(autophagy related gene，Atg) LC3、Atg5和Atg7等抑制自噬的發(fā)生。LC3的去乙?；瞧湓诩毎|(zhì)中完

3、成脂質(zhì)化修飾，參與自噬起始的前提。葡萄糖饑餓條件下，細胞質(zhì)中的糖酵解酶GAPDH被激活的蛋白激酶AMPK磷酸化后進入細胞核，通過與核內(nèi)的去乙?；窼irt1相互作用而激活Sirt1，進而導(dǎo)致LC3的去乙酰化和自噬的起始。但是，無論是在細胞水平還是在動物水平，抑制Sirt1的活性或者敲除Sirt1，均不影響氨基酸饑餓或者雷帕霉素(rapamycin)處理誘導(dǎo)的自噬。提示在上述條件下，可能存在其他的信號通路參與調(diào)控LC3的乙?；妥允傻钠鹗?/p>

4、。
　　本研究中我們發(fā)現(xiàn)，氨基酸饑餓或者雷帕霉素處理的細胞中，乙酰轉(zhuǎn)移酶p300的活性受到顯著抑制，提示氨基酸和雷帕霉素主要的作用靶點mTORC1(mammalian target of rapamycin complex1)與p300的關(guān)系。我們進一步發(fā)現(xiàn)，在細胞內(nèi)敲低mTORC1的重要組分Raptor，能降低p300的活性;高表達mTORC1的激活蛋白Rheb或者敲除mTORC1的抑制蛋白TSC1/2能顯著激活p300，證實了

5、mTORC1對p300活性的調(diào)控作用。我們還發(fā)現(xiàn)，p300能定位溶酶體膜上，并與mTORC1發(fā)生直接的相互作用。利用體外激酶反應(yīng)實驗，我們證實mTORC1能直接磷酸化p300，利用質(zhì)譜分析我們鑒定了位于p300羧基端的被mTORC1磷酸化的4個絲氨酸位點。利用模擬磷酸化和模擬去磷酸化的突變體，我們驗證了mTORC1介導(dǎo)的磷酸化對p300活性的調(diào)控作用。機制研究表明，p300的磷酸化會解除其分子內(nèi)RING結(jié)構(gòu)域?qū)γ富頗AT結(jié)構(gòu)域的抑制作用