p53蛋白线粒体迁移机制及其与线粒体生理功能间的相互作用研究

p53蛋白是细胞自稳机制的核心蛋白，由p53启动的细胞凋亡是细胞对抗癌变的重要途径。研究表明，除了p53蛋白的转录调控功能外，p53蛋白还能在细胞线粒体内通过蛋白相互作用的方式来调控细胞凋亡反应，这种非转录依赖型细胞凋亡途径与Bcl-2蛋白超家族以及线粒体生理功能间有着密切的联系。本课题将以小鼠体细胞及多种人肿瘤细胞为实验材料，构建细胞内及细胞外实验体系，并应用缺失突变，点突变，蛋白重组等手段引入不同的蛋白结构信息，再利用多种生化及分子生物学手段考察p53蛋白的线粒体迁移模式及其与线粒体生理功能及相关蛋白的相互作用，进而从蛋白结构及信号转导两个角度分析p53非转录依赖型细胞凋亡途径的运行机制，为进一步探讨p53蛋白在线粒体和细胞核内的协同作用模式以及设计以线粒体p53凋亡调控能力为靶点的癌症预防与治疗手段提供理论依据。

p53蛋白的非转录依赖型细胞凋亡途径一直以来都颇受学术界的争议。究其原因，主要是该途径的表现形式在不同细胞系间存在较大差异，且p53蛋白的线粒体迁移过程缺乏足够的分子机制方面的了解。本项目从p53蛋白的结构入手，通过构建缺失突变体来进一步分析p53蛋白的线粒体迁移对其蛋白结构的依赖性，同时考察下游细胞凋亡相关事件与p53蛋白线粒体迁移间的关系，进而揭示在非转录依赖型细胞凋亡途径中p53蛋白线粒体迁移的分子机制。通过本项目的研究，我们成功的发现了p53蛋白线粒体迁移的关键性结构域：DBD结构域。通过仔细的比对分析，我们证明了p53蛋白的DBD结构域全长都对其线粒体迁移起到关键性作用，缺失任何部分都无法实现p53蛋白的线粒体迁移，同时在点突变水平上的影响并不足以改变p53蛋白的线粒体迁移能力。另外，通过细胞内和细胞外实验相结合的手段，我们成功的鉴定了线粒体p53蛋白对线粒体功能的影响来自于1-42aa的N端结构域。最后，改变ROS水平能够明显影响p53蛋白的线粒体迁移，暗示了p53线粒体迁移对ROS的依赖性。综上所述，本项目在p53非转录依赖型细胞凋亡途径的作用机制研究中取得了多项突破性成果，为进一步以线粒体p53凋亡调控能力为靶点的癌症预防和治疗应用提供了理论基础。