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细胞周期是推动细胞分裂,进而使器官组织增殖、发育的重要机制。细胞周期分为四个不同的时相:G1期,S期,G2期和M期。细胞周期的正常推进是由细胞周期蛋白(cyclins),细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependentkinases,CDKs)和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(cyclin—dependent虹naseinhibitor,CKIs)等多种蛋白构成的调控网络来调节的。哺乳动物D类细胞周期蛋白,即cyclinD1,D2,D3,能够结合并激活相应的激酶CDK4或CDK6,因此是细胞Gl/S期转换的关键调节环节。这三种D型cyc¨ns在结构上具有很高的同源性,而且都能促进细胞G1期推进,也具有相似的细胞周期调控功能。但是,各型cyclinD在组织细胞中的表达以及除细胞周期调节外的其它方面功能又具有各自的特征。与cyclinD1和D2相比,cyclinD3组织表达最为广泛;而且在一些特定类型的组织或细胞中,在发育、增殖、分化及肿瘤发生等多种生理或病理过程中发挥着独特的作用。为了阐明cyclinD3不同于D1和D2的功能或特征,我们利用酵母双杂交技术,以人cyc¨nD3为诱饵,筛选人胎肝cDNA文库。我们获得了包括ERK3,nm23一H2在内的一些能与cyc¨nD3相互作用的蛋白。本研究中,我们证实了cyc¨nD3与ERK3或nm23一H2之间的相互作用,并对它们相互作用的生物学意义做了进一步的研究。
ERK3(Extracellularsignal-regulatedkinase3)最初是通过与ERKl的高度同源性而被分离获得的,被认为是一种非典型的MAP激酶(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)。迄今为止,关于ERK3的功能和调控还知之甚少。与以前报道相一致,我们的实验也表明,在ERK3蛋白的氨基端而非羧基端偶联大的标记分子如GFP,能稳定ERK3蛋白,提高它在细胞内的表达水平。CyclinD3和ERK3之间的相互作用在体外和体内都得到了证实。GST融合蛋白沉降实验分析表明cyclinD3可直接,特异地与ERK3在体外相结合;而cyclinD1或D2与ERK3之间并没有明显的结合。CyclinD3和ERK3的体内结合通过免疫共沉淀实验和激光共聚焦分析得到进一步确证。而且,我们也阐明ERK3的羧基端对于它与cyclinD3的结合是必须的。对于cyclinD3而言,则只有全长的cyclinD3才能结合ERK3,这提示cyclinD3的整体构象对于相互作用的重要性。这些结果提示cyclinD3具有不同于D1或D2的独特作用,同时我们推测ERK3在细胞增殖中可能有着潜在的重要作用。
Nm23家族蛋白起初被证实是一类重要的抑制肿瘤转移的蛋白,也被称为核菅二磷酸激酶(nucleosidedi曲osphatekinase,NDPK)。后续研究表明,nm23家族蛋白广泛参与了增殖、发育、分化、肿瘤迁移以及信号转导等多种生理和病理活动。Nm23-H2(NDPKB)属于人类nm23蛋白激酶家族成员之一。Nm23-H2通过结合c-myc基因启动子区的NHE(nuclease-hypersensitiveelement)元件,促进c-myc基因的转录,因而也被称为PuF因子。目前研究中,我们通过双杂交,筛选并证实了nm23-H2为cyclinD3一个新的相互作用蛋白。与ERK3相类似,nm23-H2也能特异地与cyclinD3相结合。体外结合实验表明cyclinD3可与nm23-H2直接相互作用。同样,免疫共沉淀和激光共聚焦分析显示了二者在体内的结合。此外,cyclinD3能在一定程度上抑制nm23-H2对c-myc的转录激活。所有这些结果都对cyclinD3特征性的功能以及nm23的功能和调节的更深入研究提供了重要补充和新的线索。