Hippo信号转导途径中Hippo蛋白激酶的活性调节机制研究

Hippo（Hpo）肿瘤抑制信号转导通路，能通过协调细胞生长、增殖和凋亡来控制器官发育的大小，其信号活性异常与癌症发生密切相关。Hippo蛋白激酶在Hpo信号转导通路中起着关键作用，但其活性调控机理知之甚少。本项目利用遗传学筛选方法结合蛋白免疫纯化技术，寻找、分离和鉴定调节Hpo蛋白激酶活性的Hpo信号通路新成员。我们已经找到一个磷酸酶（Cdc14）。初步的生化、细胞和遗传试验结果证明，Cdc14 能结合Hpo蛋白，并对Hpo信号起调控作用，是个潜在的肿瘤抑制基因。我们将利用体外实验和动物模型，进一步深入研究Cdc14对Hpo激酶的调控功能，并结合对Hpo蛋白的自身磷酸化激活、二聚体形成和细胞核、质穿梭的研究，阐明Hpo蛋白激酶的活性调节机制。研究将不仅深入我们对Hpo信号通路调节机制的认识，回答发育生长调控的基本问题，并为将来研究Hippo信号转导异常引发的癌症提供思路。

Hippo (Hpo)信号通路通过调节细胞的增殖和凋亡来控制组织器官的大小。尽管Hpo蛋白激酶的功能是很保守的，但对Hpo激酶活性的调节机制还知之甚少。我们根据Hpo蛋白的结构信息制作了Hpo的多个重要位点的突变体，通过分析这些突变体在体内和体外实验中对Hpo激酶活性的影响，我们发现Hpo N端激酶结构域的二聚以及C端SARAH结构域的二聚对Hpo的激酶活性都有着重要影响。Hpo的M242E突变体可以使Hpo的激酶结构域二聚的构象发生改变，阻止了Hpo T195位点的自我磷酸化，因此，Hpo的激酶活性被破坏。此外，Hpo C端SARAH结构域的突变体I634D可以破坏Hpo SARAH结构域的二聚，I634D突变体也显示出减弱的Hpo激酶活性。我们还发现Hpo C端含有两个出核信号序列，可以促进Hpo的细胞质定位，这种胞质定位有利于保持Hpo的激酶活性。总之，我们的结果表明Hpo的二聚和核质穿梭对Hpo蛋白激酶的生物学功能有着重要意义，同时还说明，构象正确的激酶结构域二聚体形成是Hpo自我磷酸化激活的必要条件。