基于原位化学交联-质谱鉴定新技术解析NgBR蛋白质复合体

NgBR is a specific cell membrane receptor for Nogo-B. Our studies showed that NgBR is closely related to the cardiovascular diseases, metabolic disorders and cancer tumorigenesis and progression. Protein complex is the main form for proteins to perform the biological function. Therefore, to detail NgBR complex has significance for elucidating the molecular mechanism of NgBR biological function and developing the new therapeutic target for cancer treatment. However, NgBR protein complex is a membrane protein complex with low abundance and high hydrophobicity. To detail the NgBR protein complex is still a challenge because it’s difficult to achieve high efficiency extraction under the premise of maintaining the integrity of NgBR protein complex. To solve this problem, this project will establish the new method for elucidating cell membrane protein complexes based on in situ chemical cross-linking of proteins coupled with mass spectrometry analysis. And we will use this new method to detail the component, structure and the Dynamic assembly pattern of NgBR complex and elucidate the cross-talk between the NgBR protein complex and the other membrane protein complexes to draw the NgBR interaction network. This project will explore the biological function as well as the mechanism of NgBR in lung cancer tumorigenesis and progression. This project will provide a new potential therapeutic target for lung cancer and technical support for the study the other membrane protein complex.

NgBR是一个特异的Nogo-B细胞膜蛋白质受体。申请人前期研究表明NgBR与心血管疾病、脂类代谢紊乱、肿瘤发生发展等密切相关。蛋白质复合体是蛋白质执行功能的主要形式。因此，深入解析NgBR蛋白质复合体对于揭示NgBR的作用机制并为开发以NgBR为药物靶点的肿瘤治疗策略有重要意义。然而，NgBR蛋白质复合体作为一种丰度低、疏水性强的细胞膜蛋白质复合体，难以在保持其完整性的前提下实现高效提取，是导致其组成及结构解析仍面临巨大挑战的原因。因此，本项目将建立基于原位化学交联-质谱鉴定技术的细胞膜蛋白质复合体分析方法；用于深入解析NgBR蛋白质复合体的组成、结构及动态组装规律；阐明NgBR蛋白质复合体与其它细胞膜蛋白质复合体间的交互作用，进而绘制其作用网络；揭示NgBR在肺癌发生、发展中的生物学功能及其作用机制。以期为肺癌治疗提供潜在的药物靶点，也为其它细胞膜蛋白质复合体的研究提供关键技术支撑。

NgBR是一个特异的Nogo-B细胞膜蛋白质受体。申请人前期研究表明NgBR与心血管疾病、脂类代谢紊乱、肿瘤发生发展等密切相关。蛋白质复合体是蛋白质执行功能的主要形式。因此，深入解析NgBR蛋白质复合体对于揭示NgBR的作用机制并为开发以NgBR为药物靶点的肿瘤治疗策略有重要意义。然而，NgBR蛋白质复合体作为一种丰度低、疏水性强的细胞膜蛋白质复合体，难以在保持其完整性的前提下实现高效提取，是导致其组成及结构解析仍面临巨大挑战的原因。因此，本项目合成了新型化学交联剂，建立基于原位化学交联-质谱鉴定技术的细胞膜蛋白质复合体分析方法；系统筛选了离子液体，发展了基于离子液体的膜蛋白质复合体高效提取方法，可用以细胞膜不同位置膜蛋白质复合体的高效提取，提取效率比现有的NP40裂解液提高了50%以上；深入解析NgBR蛋白质复合体的组成，发现了NgBR新的相互作用蛋白质；在发现的NgBR新的相互作用蛋白基础上，本项目阐明NgBR蛋白通过与Ras相互作用，介导EGFR/Ras信号通路并激活下游Erk信号通路，进而调控了肺癌EMT关键标志蛋白Snail1及E-cadherin的表达，促进了肺癌的侵袭和转移能力；阐明NgBR蛋白通过与TGF-β1的受体TβRI相互作用促进了TGF-β1信号通路的激活，促进了TGF-β1诱导的肺癌细胞侵袭和转移能力，从而揭示NgBR在肺癌发生、发展中的生物学功能及其作用机制。为肺癌治疗提供潜在的药物靶点，也为其它细胞膜蛋白质复合体的研究提供关键技术支撑。