22205.天然小分子化合物s3引起線粒體融合的化學(xué)生物學(xué)研究

1、分類號(hào)編號(hào)中國(guó)科學(xué)院研究生院博士學(xué)位論文云然叢!僉壬絲金物塑弓I起線粒佳融金的絲堂生物堂研究樂(lè)雯指導(dǎo)教師隆筐巫塞雖主國(guó)科堂陵動(dòng)物巫塞壓申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別簋學(xué)科專業(yè)名稱細(xì)胞生物堂論文提交日期壘Q!!生墨月論文答辯日期星Q!!生墨旦答辯委員會(huì)主席樂(lè)雯天然小分子化合物s3引起線粒體融合的化學(xué)生物學(xué)研究能直接與去泛素化酶(Deubiquitinase)相互作用。因此我們檢測(cè)了S3處理前后線粒體蛋白的泛素化水平變化，發(fā)現(xiàn)S3可以增加線粒體蛋白的泛素化水

2、平。并且，在用S3對(duì)細(xì)胞進(jìn)行處理后，Mfnl和Mfn2的泛素化水平都有顯著增加，但表達(dá)水平?jīng)]有明顯變化，說(shuō)明這種泛素化與蛋白的降解并無(wú)關(guān)聯(lián)，而很有可能是一種新的蛋白功能調(diào)節(jié)機(jī)制。有文獻(xiàn)報(bào)道，USP30是一個(gè)定位于線粒體外膜的去泛素化酶。我們進(jìn)一步研究表明，USP30確實(shí)參與了S3介導(dǎo)的線粒體融合。我們發(fā)現(xiàn)S3可以通過(guò)與USP30的活性位點(diǎn)結(jié)合從而抑制USP30的去泛素化酶活性。在細(xì)胞中高表達(dá)USP30，可以部分抑制S3引起的線粒體融合，

3、而活性位點(diǎn)突變的USP30則沒(méi)有這種功能。在用S3處理細(xì)胞后，出現(xiàn)了很多與線粒體有共定位或依附于線粒體的泛素聚集點(diǎn)，這提示線粒體上蛋白的泛素化水平有所增加。應(yīng)用免疫共沉淀的方法，我們發(fā)現(xiàn)USP30與Mfnl及Mfn2之間有相互作用。并且，在高表達(dá)USP30的情況下，Mfn2的泛素化水平有明顯減少。這提示，S3可能是通過(guò)抑制USP30來(lái)調(diào)節(jié)Mfnl和Mfn2的泛素化水平的，而Mfnl和Mfn2的泛素化水平可能是Mfnl和Mfn2的融合活性

4、的一個(gè)重要調(diào)控機(jī)制。但Mfnl和Mfn2具體是通過(guò)哪種泛素化修飾來(lái)調(diào)控線粒體融合活性的，還需要進(jìn)一步的研究。綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的可以促進(jìn)線粒體融合的小分子化合物S3。在Mfnl或Mfn2敲除的細(xì)胞中，S3引起的線粒體形態(tài)變化可以恢復(fù)線粒體的正常功能。S3可以抑制線粒體定位的去泛素化酶USP30的活性，從而改變Mfnl和Mfn2的泛素化修飾水平，這可能是S3促進(jìn)線粒體融合的機(jī)制。關(guān)鍵詞：線粒體融合，小分子化合物，線粒體融合素1／2