Wnt信号通路是生物体中最基本和最重要的信号转导通路之一。在经典Wnt信号通路中,膜上受体LRP5/6自身寡聚的形成以及其胞内区被磷酸化修饰是Wnt信号向胞内传递的先导事件。我们在前期的研究中,发现了LRP5/6的一个新的相互作用蛋白Caprin 2在GSK3β介导的LRP5/6 的磷酸化中发挥重要作用。Caprin 2包含三个结构域位于N端的 HR1和HR2以及位于C末端的CRD结构域。我们的初步实验数据表明HR1和CRD可以和多个Wnt信号通路中的重要蛋白质发生相互作用。对Caprin 2及其复合物的结构与功能研究,不仅有助于揭示Caprin 2促进LRP5/6磷酸化的分子机制,还为新型的高特异性药物设计提供结构模型,在潜在的肿瘤和疾病治疗方面具有重要的意义。我们目前已在CRD的结构和功能研究中取得重要进展,为本项目的申请和实施奠定了基础。
Caprin-2;CRD;trimerization;LRP5/6;crystal structure
在我们实验室前期的工作中,发现了一个新的参与经典Wnt信号通路调控的蛋白质——Caprin-2。Caprin-2通过促进GSK3β介导的LRP5/6的磷酸化正向调控经典Wnt信号通路,而在这个过程中,位于Caprin-2的C末端的CRD结构域(Cap_CRD)至关重要。在本项目中,我们解析了人源和鼠源的Cap_CRD的晶体结构,结合基于结构的突变体功能分析,我们揭示了1)CRD结构域本身形成一个钙离子介导的不稳定三聚体;2)CRD的三体化对于Caprin-2和LRP5/6结合不是必需的,但是对于Caprin-2促进LRP5/6磷酸化却是至关重要的。此外,我们成功解析了位于Caprin-2的N端HR1结构域的晶体结构,其三维结构显示HR1具有一个全新的折叠花样,为进一步研究这个结构域在Wnt信号通路中发挥功能的作用机制提供了的结构信息。最后,我们通过多种方法鉴定了Dvl分别参与和CRD以及HR1相互作用的片段,并开展了一系列针对Caprin-2和Dvl形成的复合物的研究。