STIM1胞質(zhì)區(qū)結(jié)構(gòu)與功能的研究.pdf

1、鈣離子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在細(xì)胞調(diào)控的多種生理過程中都扮演著極其重要的作用。胞內(nèi)的多種代謝途徑中都離不開鈣信號的調(diào)控。由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣庫耗竭所誘發(fā)的鈣庫操縱的鈣離子內(nèi)流途徑（Store-operated calcium entry，簡稱SOCE）是維持胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的一個重要方式，它主要涉及兩大蛋白家族：錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜或肌漿網(wǎng)膜上的STIM（Stromal interaction molecules）以及質(zhì)膜上Orai蛋白家族所組成的鈣離子通道（Calciu

2、m-release activated calcium channels，簡稱CRAC通道）。STIM1蛋白能夠感知內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)鈣離子濃度的變化，并將這種變化通過自身的變構(gòu)作用傳遞到胞質(zhì)中，最終激活細(xì)胞膜上的Orai1，打開CRAC通道，引起胞外鈣離子的內(nèi)流，使得鈣庫重新充盈。
　　本實驗室之前解析出來的STIM1 C端SOAR的晶體結(jié)構(gòu)，提供了STIM1胞質(zhì)區(qū)行使激活功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。此外，在解析出來的線蟲STIM1 C端CCR的結(jié)

3、構(gòu)中，我們發(fā)現(xiàn)了位于其SOAR結(jié)構(gòu)域N端的一段短螺旋，猜測其可能參與維持STIM1胞質(zhì)區(qū)靜息時的自抑制狀態(tài)，因此將其命名為抑制性螺旋（Inhibitory helix, IH）。
　　本研究通過解析人源STIM1胞質(zhì)區(qū)第一段含IH的coiled-coil結(jié)構(gòu)域（簡稱CC1-IH）的晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)合后續(xù)的結(jié)構(gòu)分析、生物化學(xué)實驗及細(xì)胞生物學(xué)功能研究，輔以小角X射線散射（SAXS）的方法，最終描述出STIM1胞質(zhì)區(qū)在處于靜息和激活生理狀態(tài)

4、時所各異的構(gòu)象狀態(tài)。我們得出結(jié)論：IH促使 CC1-IH二聚體的形成；同時，它有助于靜息狀態(tài)下STIM1胞質(zhì)區(qū)自抑制構(gòu)象的維持。它作為一個開關(guān)，能夠通過捕捉和釋放SOAR結(jié)構(gòu)域，從而抑制或激活STIM1分子的胞質(zhì)區(qū)結(jié)構(gòu)域；IH對于 STIM1胞質(zhì)區(qū)的構(gòu)象轉(zhuǎn)變具有重要的調(diào)控作用。這些都有助于進(jìn)一步理解SOCE的分子機制。
　　此外，本文通過解析擬南芥AtBAG5的晶體結(jié)構(gòu)并對其與底物蛋白CaM和Hsp70相互作用關(guān)系進(jìn)行生化實驗驗證