果蝇泛素连接酶RING-E3s结构保守性和功能相似性以及特异性的分子机制研究

作为泛素连接酶E3的一个最大家族，RING-E3s对维持细胞及生物体内蛋白质正常动态平衡起着极其重要作用。本项目将从基因组数据库搜索开始，运用生物信息学方法发现和鉴定模式动物果蝇全套RING-E3s，利用其保守的序列图像，折叠识别和结构模建比较RING结构域在进化过程中的保守型和多样性，预测和鉴定不同的RING-E3s和泛素结合酶E2s复合物。然后通过比较不同RING-E3s和E2s的复合物构象变化和接触面特征，利用进化和结构信息指导的点突变策略开展RING-E3s的功能位点研究。该项目的完成无疑将加深我们对RING-E3s和E2相互作用的分子机制认识，并为药物设计调控RING-E3s的低分子量肽类模拟物提供理论指导。同时也为RING-E3s功能表面的进化研究提供了新的视野。我们相信进化和结构相结合指导的点突变策略将作为遗传学方法的一个补充，将在后基因组时代的基因功能研究中发挥重要作用。

（1）果蝇全基因组序列的范围搜索总共鉴定了139个含有RING结构域蛋白，分为8类：C3HC4-type, C3H2C3-type (RING-H2), C3HC3D-type, C4HC3-type (RINGv), C3HGC3-type (RING-G), C4C4-type (RING-C2), C6H3C2D-type和 RING/U-box。进化印记分析显示RING结构域上的6个残基具有较好的一致性和保守性。分析已有三维结构的RING结构域的结构数据显示，4个疏水残基促进了保守疏水核心的形成，而这两个保守的极性残基通过侧翼在这个疏水核心两边，使这个保守的疏水核心得到进一步的稳定。这6个进化印记残基是泛素连接酶RING-E3和泛素结合酶E2的相互作用是结合的关键残基。这些结果为RING-E3s 功能表面的进化研究提供了新的视野。（2）利用比较基因组学方法，我们对10个物种基因组（从蓝藻类拟核到哺乳动物人类）的glycine-rich secreted peptides (GRSPs) 进行了数据挖掘和比较，结果显示两种线虫C. elegans 和 C. briggsae的基因组极度地富含GRSPs。C. elegans病菌感染后其基因组范围内GRSPs呈现大量共表达，本研究从进化的角度阐释了线虫GRSPs的起源和进化动力及其在线虫天然免疫中的重要作用。（3）基于生物信息学分析，我们推测肺癌作为一种系统性慢性炎症疾病，其发生和发展与人体免疫系统补体有关，并通过实验生物学的方法对补体系统在肺癌发生和发展中的可能作用机制做了进一步探讨。在国际上首次证明肺癌细胞能诱导正常细胞介导的补体成分在转录水平和蛋白质水平的上调表达，这或许表面正常细胞补体合成增加是肺癌病人血清补体成分浓度增加的主要原因之一。肺癌组织通过诱导正常正常细胞补体合成增加，从而导致肺癌病人血清补体成分浓度增加，并最终形成有利于肺癌生长的慢性炎症生理环境。这些结果从的流行病角度阐明了肺癌衍生的补体合成增加可能是肺癌进一步生长所必需的最基本的慢性炎症生理环境和细胞机制。（4）据统计数据显示在中国北京，平均每四个恶性肿瘤患者当中，就有一个因肺癌而死，发展不同的肺癌治疗药物也受到日益重视。我国中草药资源丰富，很多中药在我国民间已经广泛用于治疗不同的炎症疾病。我们在此项目中在国际上首次测试传统中药HH对补体系