轉錄因子Oct-4的SUMO化修飾.pdf

1、胚胎干細胞(Embryonic stem cells，ESC)是從哺乳類動物著床前胚胎內細胞團中分離出來的能在體外長期培養(yǎng)的多能干細胞。它可以無限制自我更新并在一定條件下進行誘導分化成其它所有類型的細胞。胚胎干細胞的這些特點使得它基礎研究和臨床治療領域都有重要的價值。然而，我們只有在分子水平闡明其發(fā)育全能性機制，在應用方面才會更加安全、有效。 研究表明，POU 家族轉錄因子Oct-4 是影響胚胎干細胞發(fā)育全能性建立和保持的關鍵因

2、子。Oct-4 特異表達于小鼠胚胎發(fā)育過程中的多能和全能性細胞，在胚胎干細胞、胚胎腫瘤細胞和胚胎生殖細胞等未分化的體外培養(yǎng)細胞中也高表達。胚胎干細胞中 Oct-4的表達水平決定了其生長或分化方向：當 Oct-4的表達水平高于正常的2倍時，ES 細胞向原始內胚層與中胚層細胞方向分化；當Oct-4的表達水平低于正常的 50％時，ES 細胞則去分化為滋養(yǎng)層細胞；只有Oct-4維持在正常水平，ES 細胞才能維持在自我更新狀態(tài)。但目前調控 Oct

3、-4表達和功能的分子機制尚不清楚。由于體內的蛋白經常通過蛋白質之間的相互作用或形成復合體發(fā)揮作用，那么篩選與 Oct-4 相互作用的蛋白可為揭示胚胎干細胞維持發(fā)育全能性的分子機制提供線索。 我們構建了用于酵母雙雜交篩選的ES細胞cDNA文庫。利用Oct-4的PH結構域作為誘餌蛋白，我們篩選到一個可能與Oct-4相互作用的蛋白-Ubc9。ubc9是 SUMO 化修飾通路中的E2(SUMO結合酶)，能催化SUMO結合到底物蛋白的賴氨

4、酸上。GST pull down 和免疫共沉淀實驗證實Oct-4與Ubc9存在相互作用。在體外、體內條件下，Oct-4能被SUMO-1修飾。氨基酸突變實驗顯示，Oct-4的第118位的賴氨酸是SUMO-1結合的主要位點。分析野生型與SUMO-1結合位點突變的蛋白穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)SUMO-1位點突變可增強蛋白的穩(wěn)定性，表明SUMO-1修飾促使蛋白質不穩(wěn)定。檢測體外和體內野生與突變蛋白的泛素化水平，顯示SUMO-1 與泛素修飾可能不在同一位點，