酿酒酵母通过出芽进行营养生殖。出芽过程是一种高度极性化的生长,依赖于肌动蛋白细胞骨架的极性排列、分泌性囊泡的定向运输以及囊泡与细胞膜的融合等过程,揭示极性生长的调控机制对于了解细胞生长与增殖的机制有着重要的价值。前人研究发现包括Boi1和Boi2在内的多种蛋白质分子参与了对酿酒酵母极性生长过程的调控。Boi1和Boi2是一对结构域组成与细胞学功能都很相似的同源分子,它们含有src-homology 3（SH3）、sterile alpha motif（SAM）、proline-rich（PR）和pleckstrin-homology（PH）结构域。Boi1和Boi2定位于胞内发生极性生长的位点,它们能够调控胞吐分泌,然而,这两个分子中,尤其是在Boi2中,负责介导极性位点定位和调控极性生长的功能结构域尚不清楚。本论文以Boi2为研究对象,对Boi2分子中负责介导其胞内定位的结构域以及调控极性生长的功能结构域进行鉴定,并检测了Boi2与Rho GTP酶Cdc42和Rho3之间的相互作用,以期阐明Boi2调控极性生长的机制。我们首先对Boi2分子中负责介导芽体表面定位的结构域进行了鉴定。前人研究发现Boi2的PH结构域能够与细胞膜中富含的磷脂酰肌醇相互作用,在Boi2的极性位点定位中发挥不可缺少的作用,然而,我们的实验结果显示单独的PH结构域并不能定位至细胞膜上,推测可能需要其它结构域的辅助。令人感兴趣的是,我们在PH结构域的C端旁侧鉴定出来一个新的coiled coil（CC）结构域,该CC结构域能够与PH结构域协作共同介导Boi2在芽体表面的定位。此外,这个PH-CC双结构域还能够在很大程度上替代Boi2全长蛋白挽救Boi1和Boi2功能丧失的boi2ΔPGAL1-BOI1突变体的生长,其中,PH和CC结构域缺一不可,显示PH-CC双结构域是Boi2分子中介导芽体表面定位和维持细胞生长的主要功能域。PH-CC双结构域是如何发挥功能的呢?前人研究发现Boi1能够与Rho GTP酶Cdc42结合,该相互作用依赖于Boi1的C端,且Boi1只与GTP结合构型的Cdc42结合,暗示着Boi1和Boi2可能是Cdc42的下游效应分子。通过对在大肠杆菌中异源表达的重组蛋白进行蛋白质体外结合测试,我们发现Boi2在体外也能够结合Cdc42,该相互作用由Boi2分子中的PH结构域以及PH结构域C端的一小段序列所介导。与文献报道不同的是,Boi2并不偏爱GTP结合构型的Cdc42,体内GST pull-down实验也得到相同结果,显示Boi2应该不是作为Cdc42的下游效应分子发挥作用的。除了与Cdc42结合之外,我们还发现Boi2还能够与Rho GTP酶Rho3结合,该相互作用由Boi2的PH结构域所介导,且该相互作用也不依赖GTP结合构型的Rho3。这些实验结果显示Boi2可能通过其PH结构域与Cdc42和Rho3相互作用,进而调控极性生长。我们发现PH-CC双结构域中的CC结构域能够介导同源相互作用,该相互作用对于Boi2在体内形成二聚体或多聚体可能有着重要作用。我们发现多拷贝BOI2能够挽救Rga1-C538过表达菌株和分泌功能缺陷的sec15-1突变体的生长,这两个突变体也能够被多拷贝RHO3所挽救,但不能被多拷贝CDC42所挽救,显示Boi2可能在Rho3调控的胞吐分泌途径中发挥作用。令人感兴趣的是,Boi2分子中的SAM-PH-CC区段是负责介导挽救这两个突变体生长的功能域,SAM结构域和PH-CC双结构域均缺一不可,而能够结合Bem1的proline-rich结构域则不必需。此外,我们还发现Boi2在细胞周期的早期定位在芽颈,负责介导这一定位的区段也是SAM-PH-CC,显示出SAM结构域不仅在Boi2胞内定位具有重要作用,而且在调控极性生长中也具有重要作用。我们发现Boi2的SAM结构域能够介导同源相互作用,该相互作用可能有助于Boi2与Rho GTP酶Cdc42和Rho3以及它们的结合蛋白一起组成一个大的蛋白复合体,从而发挥调控极性生长的功能。我们的研究结果揭示了Boi2分子中介导在极性生长位点定位的结构域以及调控极性生长的功能域,明晰了Boi2与Rho GTP酶Cdc42和Rho3的物理相互作用。这些成果突出了PH、CC和SAM结构域在Boi2的胞内定位与细胞学功能上的重要性,极大地推进了对Boi2调控极性生长的机制的认识。