病毒与宿主蛋白相互作用是致病与传播的关键环节,Tat蛋白是HIV编码的一个重要调控蛋白,它广泛参与病毒复制激活及宿主细胞反应。我们前期研究发现tat蛋白一方面在转录水平激活cyclin B1高表达;另一方面与cyclin B1相互作用,并促进其多聚泛素化进而促进其降解。最近我们又发现Tat也可以和Plk1相互作用,并且Plk1与Tip60、cyclin B1也有相互作用。为了深入研究Tat通过上述几个蛋白调控细胞分裂、周期、凋亡的分子机理,本课题拟开展以下研究1.Tat与cyclin B1、Plk1、Tip60相互作用时空顺序;2.Tat与其相互作用结构域、复合体相互作用模式;3.Tat对它们翻译后修饰及功能的影响。通过以上研究,较详细地阐明Tat是否通过与cyclin B1、Plk1、Tip60相互作用影响细胞周期、细胞分裂以及凋亡,为阐述HIV致细胞免疫缺陷发病机理提供新的理论依据。
研究背景HIV主要感染CD4+T淋巴细胞,可通过多种方式破坏CD4+T细胞,而诱导凋亡则是其破坏淋巴细胞的主要途径。而Tat蛋白具有一个显著特征,就是可由感染细胞合成产生并蛋白质转导作用自由进入和影响未感染的正常细胞,产生所谓的“旁效应(bystander effect)”,诱导细胞凋亡。为了深入研究Tat干扰细胞周期并诱发细胞凋亡的分子机制,我们筛选了Tat新的相互作用蛋白。结果我们筛选到Tat新的相互作用蛋白Plk1。我们前期研究证实Tat与Cyclin B1相互作用,而Tip60(Tat interactive protein, 60kD)就是通过筛选Tat相互作用蛋白而发现的。上述结果提示Tat很可能与Cyclin B1、Plk1、Tip60形成蛋白质复合体。研究结果1.研究发现,Tip60与Plk1存在直接的相互作用,并且这种相互作用在G2/M期增强。Tip60的锌指及MYST结构域与Plk1相互作用,而Plk1的Polo box结构域(PBD)及激酶结构域(KD)都与Tip60相互作用,并且Plk1像夹子一样夹住Tip60。2.同时也发现Tip60通过其锌指结构域与Cyclin B1存在直接相互作用。而Plk1则主要通过其PBD与Cyclin B1相互作用。3.免疫荧光结果证实Tip60可以分别和Plk1、Cyclin B1共定位到有丝分裂细胞的中心体上,两步免疫共沉淀实验证实这三者的确可以形成复合体,这也是世界上首次证实Tip60通过与Plk1、Cyclin B1相互作用来直接参与细胞周期调控。4.有文献报道Tip60存在两个磷酸化位点S86、S90,我们证实这两个位点的磷酸化可以抑制Tip60与Plk1及Cyclin B1的相互作用。另外我们还证实Tip60可以乙酰化Plk1而不能乙酰化Cyclin B1,这种乙酰化对细胞周期的影响及分子机制还有待深入研究。5.我们证实Tat可以与Plk1的PBD及KD发生相互作用,并抑制其对Cyclin B1 S133的磷酸化。此外Tat还可以增强Tip60、Plk1及Cyclin B1之间的相互作用。激光共聚焦实验证实,Tat可以诱导Plk1、Cyclin B1在间期入核,从而与Tip60形成大的蛋白质复合体。结论本项研究在世界上首次证实DNA损伤修复蛋白Tip60直接参与细胞周期调控,对研究Tip60的功