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酪氨酸磷酸酶SHP1新型作用底物THEMIS的鉴定及其在免疫T细胞发育过程中的功能探究

批准号:
32070776
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
范高峰
依托单位:
学科分类:
细胞信号转导
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
范高峰

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
酪氨酸磷酸酶家族,协同酪氨酸激酶,共同参与调节细胞的各项生命活动。而整个酪氨酸磷酸酶研究领域的痛点在于系统性地发掘受其直接调控的作用底物。基于此,我们将酪氨酸磷酸酶特有的底物捕获技术和最新开发的邻近标记技术相结合,构建出可以实现高通量操作的酪氨酸磷酸酶底物鉴定平台(PEPSI)。我们将平台运用到免疫细胞中一个重要的酪氨酸磷酸酶基因SHP1上,成功鉴定出其在T细胞发育以及激活过程中参与调节的全新底物THEMIS,并通过生化实验验证了THEMIS特定位点的磷酸化以及去磷酸化的确受到激酶LCK和磷酸酶SHP1的调控。我们希望依托面上项目的资助完善PEPSI平台,并通过建立体外细胞系统以及体内转基因小鼠系统,进一步研究THEMIS上该特定磷酸化位点对于T细胞信号转导的重要作用。鉴于SHP1在肿瘤免疫中的拮抗作用,我们的研究成果也将对其作为免疫检查点抑制剂协同靶点的可能性提供关键的理论依据。
英文摘要
Reversible tyrosine phosphorylation, which fine-tuned by protein tyrosine kinases (PTKs) and protein tyrosine phosphatases (PTPs), is critical for cells to recognize and response to stimuli in their environment. The ability to define the substrate specificity of members of the PTP family is an essential aspect of gaining an understanding of the function of these enzymes. By combining substrate trapping and pupylation-based interaction tagging (PUP-IT) strategies, we here developed a systematic proximity labeling technology PEPSI (PUP-IT Enhanced PTP Substrate Identification) for identifying novel de-phosphorylation substrates of protein tyrosine phosphatases. We applied the method with human PTPN6/SHP1, and thereby identified THEMIS as a previously unknown substrate of this well-known T cell activation regulating phosphatase. Our preliminary studies have demonstrated that a phosphorylation modification of the THEMIS tyrosine residue—added by LCK and removed by PTPN6/SHP1—is essential for T cell activation. With this great funding opportunity from NSFC, we will further study the function of this particular tyrosine phosphorylation on THEMIS in the context of TCR signaling transduction and T cell development in vivo. Because of the negative regulatory role of SHP1 in tumor immunotherapy, our research will shed more insight on the synergistic effect of co-targeting this important PTP in immune cells along with immune checkpoint blockade.
非受体酪氨酸磷酸酶PTPN6/SHP1作为负调控因子在信号传递过程中参与了多种疾病的发生发展,但目前对于SHP1的底物知之甚少,且酶与底物之间瞬时相互作用难以捕捉,缺乏高效的实验手段筛选底物。在本项目中,我们结合邻近标记技术PUP-IT和酪氨酸磷酸酶特有的底物捕获突变体,寻找SHP1的相互作用蛋白组以及潜在底物,并将该方法命名为PEPSI。运用该方法,我们找到了SHP1的新潜在作用底物THEMIS。THEMIS仅特异地表达在T淋巴细胞中,在THEMIS敲除的小鼠中,发育成熟的CD4SP胸腺细胞数量大幅减少,而CD8SP胸腺细胞和外周T细胞的数量的减少幅度则相对较小。尽管几个课题组对于THEMIS通过与SHP1的共同协调作用来发挥其在T细胞发育过程中的重要作用的观点达成一致,但是详细的作用机制仍旧是个谜题。.在本项目中,我们通过一系列生化实验证实THEMIS Tyr34位点的磷酸化是通过LCK和SHP1进行正反调控的。为了探究THEMIS Tyr34位点磷酸化的功能,构建了THEMIS-/-小鼠和THEMIS Y34F小鼠。与THEMIS-/-小鼠一样,THEMIS Y34F的小鼠胸腺中发育成熟的CD4SP胸腺细胞数量和脾脏中的CD4 T细胞数量显著减少,但是胸腺中发育成熟的CD8SP细胞数量和脾脏中的CD8 T细胞数量则不受影响。在CD8 T细胞的体外增殖实验中,THEMIS Y34F小鼠的细胞增殖也不受影响。在机制上,发现TCR激活后Tyr34位点磷酸化的THEMIS显著提高了SHP1的磷酸酶活性,从而发挥其负调控TCR信号传导的作用。而在CD8 T细胞中,细胞因子IL7和IL12刺激后其下游信号转导并不能引发THEMIS Tyr34位点的磷酸化。从而揭示了THEMIS在行使其控制T细胞发育成熟功能时是Tyr34位点磷酸化修饰依赖性的,而在行使其调控外周CD8 T细胞的增殖作用时是不依赖于Tyr34位点磷酸化修饰的。最后,通过表面等离子共振和氢氘交换质谱实验发现THEMIS Tyr34位点的磷酸化能结合SHP1 PTP结构域中520-522的KKK区域从而发挥其激活底物的功能,并且Alpha Fold预测的THEMIS结构也显示THEMIS Tyr34位点位于结构外围,它所在区域就像“曼巴毒牙”一样结合至SHP1 PTP结构域从而使其构象更多地稳定在激活状态。
细胞膜转运NAD+通道蛋白的鉴定及其分子机制解析
  • 批准号:
    32370764
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    范高峰
  • 依托单位:
酪氨酸激酶FER促进卵巢癌扩散转移的功能及机制研究
  • 批准号:
    31872831
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    范高峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金