GTP酶激活蛋白TAGAP与p53结合促进神经形态发生的结构机制

The Rho GTPase activating proteins negatively regulate Rho GTPases and affect the remodeling of cell skeleton.Our previous study revealed that TAGAP induces neurite outgrowth and binds p53 to promote its transcriptional functions. Thus TAGAP may mediate the crosstalk between the Rho and p53 pathways. The current project aims to study the regulational effect of p53 on TAGAP function and identify the binding domains of p53 and TAGAP. We will employ protein-protein docking, stability analysis, site-directed mutagenesis and GST pull-down assays to locate the exact binding surface and contact amino acids between p53 and TAGAP. Moreover, we will study the interaction between p53 and TAGAP in primary hippocampal neurons and elucidate its effect on the morphology and proliferation of neurons. In summary, this project studies the structural mechanism of the interaction between p53 and TAGAP and the cross-talk between Rho and p53 pathways. It will help to understand the process of nuerite formation and provide a new target for developing novel neuroregenerative therapies.

精神发育迟滞是发生在人的生长发育时期,以智力低下和社会适应能力不足为主要特征的一类神经精神性疾病, 其发生与神经元树突结构的异常有关，但具体分子机制未明。我们的前期研究发现GTP酶激活蛋白（RhoGAP）家族成员TAGAP参与调控神经元树突的形成，并且能够直接与p53蛋白结合并且促进其转录功能，介导Rho蛋白与p53调控通路的交叉对话。本课题拟研究原代海马神经元细胞内TAGAP与p53的结合对细胞形态的影响，并对其结构机制进行研究，通过分子克隆、免疫荧光共定位分析、免疫共沉淀等方法定位TAGAP与p53相结合的关键蛋白结构域，并采用蛋白质对接、GST共沉淀和定点突变等方法研究二者的结合表面和关键氨基酸位点。本项目研究能够明确TAGAP与p53相互作用的结构基础，有助于加深对神经元树突形态发生机制的理解，并为基因突变引起精神发育迟滞的机制提供重要信息。

本项以RhoGAP与p53的相互作用为切入点开展研究，旨在进一步探讨神经元增殖和分化的调控机制。项目研究按照计划顺利开展，比较准确地定位了RhoGAP和p53相互作用的结构域，阐明了RhoGAP对p53转录激活功能的促进作用，并且发现p53能够促进RhoGAP的酶学功能。这项工作深入揭示了RhoGAP影响神经元分裂增殖和分化的机制，首次发现RhoGAP与p53这一两种信号通路的交叉对话。该工作以共同第一作者发表在Cell 子刊《Cell Reports》。此外，我们还针对神经元的增殖和调控问题进行了拓展研究，在疾病模型中探讨了影响神经元增殖的因素。我们发现阿尔茨海默病（AD）中的神经细胞凋亡与游离胆固醇有关，并且明确了游离胆固醇能够通过Abeta多肽的凝集（神经元凋亡的重要原因），该工作发表《Plos One》。此外，我们还研究了胆固醇代谢的调控因素，发现AD脑组织中异常表达的lncRNA与胆固醇代谢有关。这些研究有助于深入揭示神经元的增殖和凋亡机制，为相关疾病的检测和和干预提供理论依据。