许多重要生物学进程是受细胞信号通路精确调控的,其中信号分子的亚细胞定位和蛋白质翻译后修饰对于细胞信号的转导是极其重要的。蛋白质的翻译后修饰是指共价酶修饰,包括磷酸化、泛素化、乙酰化、甲基化等。蛋白质磷酸化是受蛋白磷酸酶和蛋白激酶双重调控的可逆过程。蛋白磷酸酶可以改变蛋白质活性,从而改变其生物功能。目前已鉴定的蛋白激酶大约有518种。AKT是一种重要的蛋白激酶,在生理和病理方面都能够通过磷酸化下游底物蛋白和转录因子来影响细胞生长、细胞迁移、肿瘤发生、血管新生、代谢等许多重要的生理功能。同时,作为细胞内重要的调控蛋白,AKT的活性与其自身的磷酸化、去磷酸化密切相关。鉴于AKT的重要性,其活性是如何被调节的需要更深入的研究。本课题中,我们围绕一种磷酸酶对AKT的活性调节作了分子机制及生物功能的相关研究。首先,我们利用规模化的过表达筛选技术对大量的磷酸酶进行筛选,发现了一种含有小的羧基端结构域(CTD)且有金属离子Mg2+结合位点的磷酸酶SCP1能够显著降低AKT第473位丝氨酸的磷酸化。我们通过SCP1在细胞系中功能缺失实验和体外纯化蛋白反应实验都验证了 SCP1的确能够直接去磷酸化AKT。其次,我们利用CRISPR/Cas9基因敲除技术构建了 SCP1基因敲除小鼠,并结合小鼠视网膜血管新生模型,发现SCP1基因敲除小鼠视网膜血管生成速度加快。通过肢端缺血模型和动脉环实验,进一步证明了 SCP1能够抑制AKT的活性进而抑制了血管新生。为了验证SCP1对肿瘤形成的影响,我们通过TCGA数据库中肿瘤数据的分析,发现常见肿瘤中SCP1的表达量降低。同时基因敲低SCP1,裸鼠皮下成瘤,并结合SCP1基因敲除小鼠中LLC细胞皮下成瘤,证明了 SCP1能够抑制肿瘤生长。总之,在本项研究中我们发现SCP1是一种新的AKT磷酸酶,而且SCP1抑制血管新生和肿瘤生长的功能是通过对AKT去磷酸化来实现的。更重要的是,我们的研究为今后心脑血管疾病和肿瘤疾病的治疗提供了新靶点和更加宽广的思路。