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精氨酸甲基化修饰对细胞运动关键蛋白HDAC6的调控

批准号:
32100614
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
吴月
依托单位:
学科分类:
细胞极性与细胞运动
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴月

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
组蛋白去乙酰化酶6(HDAC6)是细胞运动的重要调节因子,能够依赖其去乙酰化酶活性或者与其他蛋白质分子的相互作用调控细胞运动的多个方面,包括细胞迁移、纤毛解聚、上皮-间充质转化以及肿瘤的迁移和侵袭等。HDAC6功能异常会导致纤毛病及癌症等疾病的发生。然而,调控HDAC6在细胞运动中发挥功能的上游蛋白或信号通路尚不清楚。本项目前期研究发现,精氨酸甲基转移酶PRMT5能够催化HDAC6发生精氨酸甲基化修饰,HDAC6精氨酸甲基化修饰降低了HDAC6的蛋白稳定性。在此基础上,本项目将深度解析HDAC6发生精氨酸甲基化修饰后其蛋白稳定性、活性及亚细胞定位的改变,揭示HDAC6精氨酸甲基化在细胞迁移和纤毛解聚中的功能和相应分子机制,并探讨PRMT5在细胞迁移和纤毛解聚中发挥的作用。这一研究将丰富HDAC6功能调控的分子信号网络,并为靶向HDAC6用于一系列疾病的治疗提供一个新的科学视角。
英文摘要
Accumulating evidence has revealed that Histone deacetylase 6 (HDAC6) is an important regulator of cell motility. HDAC6 regulates many important cell motility processes, including cell migration, ciliary disassembly, epithelial-mesenchymal transition, and tumor migration and invasion, through its deacetylase activity and interaction with other proteins. Emerging evidence shows that abnormal function of HDAC6 could result in ciliopathies as well as tumor formation. However, the upstream proteins or signaling pathways that regulate the biological actions of HDAC6 in cell motility remain unknown. In our previous studies, we identified that arginine methyltransferase PRMT5 could catalyze HDAC6 arginine methylation, and HDAC6 arginine methylation reduced its protein stability. In the proposed study, we will dissect deeply the changes of protein stability, activity and subcellular localization of HDAC6 after arginine methylation, reveal the function and molecular mechanisms of HDAC6 arginine methylation in cell migration and ciliary disassembly and explore the role of PRMT5 in cell migration and ciliary disassembly. This study will provide novel insights into the signaling network which participates in HDAC6 function regulation and provide a new scientific perspective for targeting HDAC6 in the treatment of a series of diseases.
细胞运动广泛参与胚胎发育、伤口愈合、免疫监视以及癌症转移等重要生物学过程,其精准调控对维持机体正常生理功能至关重要。组蛋白去乙酰化酶6(HDAC6)作为细胞运动的关键调节因子,不仅能通过去乙酰化酶活性调节多种非组蛋白的乙酰化水平及活性,还可借助与其他蛋白质分子的相互作用,在细胞迁移、纤毛解聚、上皮-间充质转化以及肿瘤的迁移和侵袭等细胞运动相关过程中发挥核心作用。HDAC6功能异常与癌症、神经退行性疾病和自身免疫疾病等密切相关,这使得HDAC6成为极具潜力的疾病治疗靶点。然而到目前为止,调控其功能发挥的上游蛋白或信号通路仍不明确。.基于上述科学问题,本项目围绕精氨酸甲基化修饰对HDAC6的调控作用展开系统研究。研究证实了HDAC6与精氨酸甲基转移酶PRMT5存在相互作用,并成功鉴定出二者相互作用的结构域;明确PRMT5是HDAC6的精氨酸甲基转移酶,精准确定了修饰位点;深入探究发现,精氨酸甲基化修饰促进E3泛素连接酶ITCH介导的HDAC6的多聚泛素化,进而影响HDAC6的蛋白稳定性。在细胞水平实验中,以多种细胞系为研究对象,揭示了该修饰在纤毛稳态和上皮-间质转化过程中的重要功能。.本项目首次阐明HDAC6的精氨酸甲基化修饰机制,为HDAC6功能调控网络提供全新视角,有助于加深对细胞运动基本规律的理解,为开发靶向HDAC6的治疗方法提供了关键的理论依据,具有重要的科学意义。
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