GSK3β是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,参与多种细胞过程,影响多种类型疾病的发生（例如神经退行性疾病,糖尿病和癌症等）,并已成为这些疾病治疗的潜在靶标。鉴于其临床意义,对其精准调控尤为重要。也有其他机制,如蛋白复合物的形成或亚细胞分布,调控GSK3β的活性。在本研究中,我们发现了一种新型GSK3β调节模式,其中eIF4E2调控GSK3β激酶活性并靶向脯氨酸定向的Ser/Thr（S/T-P）磷酸化。围绕该途径的分子机制及其作用我们开展了如下研究:1)已知RNA结合蛋白Rbm38通过与p53 m RNA上的eIF4E结合而特异性抑制p53翻译,而GSK3β促进Rbm38 S195的磷酸化,从而通过抑制Rbm38-eIF4E结合来激活p53翻译。本研究通过免疫共沉淀（Co-IP）结合质谱分析发现一种潜在的Rbm38结合蛋白eIF4E2。并应用GST pull-down,免疫共沉淀（immunoprecipitation,IP）等技术证明Rbm38直接结合eIF4E2。eIF4E2,是一种eIF4E同源物,介导低氧条件下的翻译起始。2)我们发现eIF4E2缺失抑制Rbm38 S195的磷酸化发生。据此,推测并鉴定eIF4E2直接结合GSK3β。我们通过GST pull-down实验找到eIF4E2结合GSK3β的线性表位,在此基础上设计合成多肽e2-I。e2-I显著抑制eIF4E2结合GSK3β,从而特异性抑制Rbm38 S195磷酸化发生。支持性的是,开发了一种针对eIF4E2的GSK3β结合域的纳米抗体Nb-28A1,可以特异性干扰eIF4E2与GSK3β互作。3)应用多肽e2-I处理细胞,进行了磷酸化定量蛋白质组学实验,并应用motif-X算法进行底物特征序列富集,我们发现eIF4E2介导GSK3β调控脯氨酸定向的丝氨酸/苏氨酸磷酸化（S/T-P）。通过和Bio Grid数据库中的GSK3β结合蛋白序列比对,我们发现大约20种蛋白包含一段相似的蛋白序列:R-L-L-X3-10-L-X-K。根据这些序列,我们合成多肽,其中三条分别对应于蛋白质FRAT,MACF1和Ninin的多肽明显抑制Rbm38磷酸化。我们推测细胞内存在一类蛋白通过与eIF4E2相同的模式调控GSK3β激酶活性。4)我们发现缺氧显著抑制Rbm38 S195磷酸化。进而,应用IP及SPPIER分析（phase separation-based protein interaction reporter）,我们发现缺氧抑制GSK3β与eIF4E2结合。我们鉴定到GSK3β结合eIF4E2的线性表位,并据此发现缺氧可能通过激活该结合域中的cys317位点的S-亚硝基化（S-NO）来抑制eIF4E2/GSK3β途径,继而抑制Rbm38 S195的磷酸化。5)eIF4E2/GSK3β信号通路,通过S/T-P磷酸化调控p53。应用L-叠氮高丙氨酸标记实验,并使用Rbm38 S193A MEF细胞（Mouse Embryonic Fibroblasts）,我们发现e2-I抑制Rbm38 S193磷酸化,继而抑制p53蛋白翻译。另一方面,e2-I抑制p53多个S/T-P位点的磷酸化,促p53入核,继而增加其蛋白稳定性。6)应用SA-β-gal活性染色,我们发现e2-I处理依赖于p53导致细胞衰老。应用多肽e2-I处理HCT116(p53+/+)及p53缺失HCT116(p53-/-)细胞进行转录组测序分析,结合CHIP和双荧光素酶实验,我们发现e2-I通过多位点去磷酸化p53直接抑制Top BP1和TRX1的转录。7)我们发现抑制eIF4E2/GSK3β信号通路可以抑制细胞克隆形成及体内成瘤。进一步,应用人源肿瘤细胞异种移植结合多肽瘤内注射,发现了e2-I通过诱导肿瘤细胞衰老抑制肿瘤的生长。多肽e2-I或纳米抗体Nb-28A1阻断eIF4E2/GSK3β相互作用可促进缺氧条件下的肝脏衰老,从而导致肝纤维化并加速N,N-二乙基亚硝胺（DEN）诱导的肿瘤发生。8)具有GSK3β结合基序的eIF4E2亚型仅存在于哺乳动物中,可保护斑马鱼心脏免受缺氧影响。该通路通过维持p53的基础S/T-P磷酸化来防止衰老。综上,本文揭示了一种哺乳动物特有的eIF4E2/GSK3β模式,新的GSK3β调控模式特异调节GSK3β脯氨酸定向的激酶活性。eIF4E2/GSK3β途径通过蛋白翻译,及多点S/T-P磷酸化调控p53。并通过直接抑制Top BP1诱导细胞衰老,继而抑制肿瘤生长。总之,本研究揭示了eIF4E2/GSK3β通路,该通路不仅帮助我们深入认识GSK3β的功能及其活性调控机制,且可为将来开发临床上高效低毒的GSK3β调控策略提供基础。同时这也是组织缺氧适应的基础。