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蛋白质的棕榈酰化修饰是指在半胱氨酸(Cystine)的巯基上通过硫酯键加上一个十六碳的脂肪酸链。和其它的脂肪酰修饰不同,蛋白质的棕榈酰化是一个可逆的过程。从而使棕榈酰化修饰能够动态的调节蛋白质活性、稳定性、膜融合及胞内转运、介导蛋白质定位特定亚细胞器、参与调节多种细胞信号通路、介导蛋白质一蛋白质、蛋白质一脂质相互作用。
微管是细胞骨架的重要组成部分,承担一系列重要的生物学功能,比如细胞内依赖于微管的囊泡运输以及有丝分裂期纺锤体的形成等等。微管的这些功能很大程度上依赖于其体内翻译后修饰的调节,包括多聚甘氨酰化、多聚谷氨酰化、乙酰化和棕榈酰化等等。磷究表明,微管的棕榈酰化修饰与药物诱导的细胞凋亡,血小板的激活以及微管与膜的相互作用有着密切的关系。尽管人们已经发现棕榈酰化对微管功能的重要性,但对这一过程的调控机制仍不清楚。
本研究报告在实验室前期工作的基础上,根据hTHEM2在细胞内与微管共定位的实验现象,对hTHEM2的生物学功能进行了深入的研究。我们发现hTHEM2既能直接与微管蛋白(tubulin)相互作用也能够与聚合好的微管(microtubule)相互作用,体内和体外实验进一步证实hTHEM2能够将棕榈酰化的微管蛋白去棕榈酰化,是一个全新的具有去棕榈酰化酶活的微管结合蛋白。在体外hTHEM2能够促进棕榈醮化的tubulin形成microtubule,并具有帮助microtubule形成更高级的结构bundle的能力;在细胞内hTHEM2能够维持microtubule的稳定性,且这种稳定性与其去棕榈酰化酶活有密切关系;在个体水平上,hTHEM2在斑马鱼中的同源蛋白fTHEM2在结构和功能上与其非常相似,研究表明fTHEM2在斑马鱼的早期胚胎发育中发挥重要作用。