去整合素金屬蛋白酶ADAM12相互作用蛋白鑒定及功能研究.pdf

1、目的：去整合素金屬蛋白酶（ADAMs）家族是一類含有前肽結(jié)構(gòu)域、金屬蛋白酶結(jié)構(gòu)域、去整合素結(jié)構(gòu)域、富半胱氨酸結(jié)構(gòu)域、膜近端上皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域等多個結(jié)構(gòu)域的鋅離子依賴的跨膜糖蛋白水解酶，它們參與多種生物學(xué)過程，包括蛋白水解、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞粘連、遷移等，并與腫瘤的發(fā)生和侵襲密切相關(guān)。人源ADAM12定位于染色體10q26.3，具有典型的ADAM家族蛋白的結(jié)構(gòu)序列?，F(xiàn)有臨床研究發(fā)現(xiàn)ADAM12在多種腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)。目前已發(fā)現(xiàn)該水解酶可以水

2、解一些特定的底物蛋白，如 Heparin-binding EGF-like growth factor(HB-EGF)、Delta-like1、Ephrin-A1等。用小分子藥物抑制其水解活性，可以抑制HB-EGF的脫落，使心肌肥大癥狀減緩，這說明了ADAM12的水解功能在疾病發(fā)生發(fā)展過程中的重要性。但ADAM12是如何調(diào)節(jié)下游蛋白來實現(xiàn)其功能、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移等問題還不清楚。本文以ADAM12為研究對象，通過液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜儀高通

3、量篩選在腫瘤細(xì)胞中與ADAM12相互作用的蛋白，并探究這些蛋白與ADAM12的相互調(diào)控關(guān)系。
　　方法：首先構(gòu)建了帶FLAG標(biāo)簽的ADAM12的兩個亞型 ADAM12-L和ADAM12-S的質(zhì)粒。在人宮頸癌細(xì)胞HeLa細(xì)胞中過表達(dá)ADAM12-L和ADAM12-S并收集細(xì)胞提取蛋白，然后用與共價結(jié)合FLAG抗體的微珠進(jìn)行免疫共沉淀，純化富集并洗脫與ADAM12-L和/或ADAM12-S相互作用的蛋白，再通過蛋白免疫印跡方法驗證蛋白

4、表達(dá)及純化效率。將純化后的蛋白用 SDS-PAGE分離并銀染，找到實驗組與對照組有差異的條帶，膠內(nèi)用胰蛋白酶酶解成多肽后，用LC-MS/MS質(zhì)譜分析，通過數(shù)據(jù)庫搜索獲得與 ADAM12-L和/或 ADAM12-S相互作用的蛋白。通過生物信息學(xué)方法分析這些蛋白的已知功能，預(yù)測ADAM12可能參與的生物學(xué)過程及其生物學(xué)功能。最后通過生物化學(xué)方法驗證這些蛋白與 ADAM12-L和/或 ADAM12-S的相互作用并探究其在腫瘤細(xì)胞中與ADAM1

5、2-L和/或ADAM12-S的相互調(diào)控關(guān)系。
　　結(jié)果：在兩次生物學(xué)重復(fù)實驗中，通過質(zhì)譜分析我們共發(fā)現(xiàn)了297個與ADAM12-L相互作用的蛋白，其中有33個蛋白在兩次實驗中均存在；同時，共發(fā)現(xiàn)149個與ADAM12-S相互作用的蛋白，其中的13個蛋白在兩次生物學(xué)重復(fù)中均被發(fā)現(xiàn)，在這13個蛋白里，有11個與ADAM12-S特異性相互作用。ADAM12的不同亞型有其特異性相互作用的蛋白，預(yù)示著它們不同的功能。生物化學(xué)方法驗證了myo

6、ferlin、vimentin和endoplasmin(GRP94)與ADAM12-L或ADAM12-S的相互作用。許多與ADAM12相互作用的蛋白與腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移相關(guān)。另外，過表達(dá)實驗發(fā)現(xiàn) ADAM12-L可以上調(diào)其相互作用蛋白 vimentin的表達(dá)，且無酶活性的突變體ADAM12-L-E351Q也可以上調(diào)vimentin蛋白的表達(dá)，程度與野生型ADAM12-L接近。而myoferlin則可以通過影響ADAM12-L的穩(wěn)定性，

7、上調(diào)未成熟型的ADAM12-L的表達(dá)并使其降解速度明顯變緩，但對成熟型的ADAM12-L影響不大；當(dāng)通過siRNA敲低myoferlin后，兩種形式的ADAM12-L的表達(dá)都有所減少。分子伴侶GRP94則對ADAM12-S的分泌有著重要的調(diào)節(jié)作用，用siRNA敲低GRP94使其蛋白表達(dá)水平降低后，發(fā)現(xiàn)分泌到培養(yǎng)基中的ADAM12-S明顯減少。
　　結(jié)論：通過無標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)高通量篩選獲得297個ADAM12-L相互作用的蛋

8、白，149個與 ADAM12-S相互作用的蛋白，并通過免疫印跡的方法驗證其中的一些蛋白，同時發(fā)現(xiàn)它們與ADAM12-L或ADAM12-S之間的相互調(diào)控關(guān)系。我們的實驗發(fā)現(xiàn) ADAM12-L很有可能是連接腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)的蛋白 myoferlin和vimentin的關(guān)鍵蛋白，同時也揭示了ADAM12-L的非酶活性功能。這些發(fā)現(xiàn)對我們研究ADAM12-L在腫瘤細(xì)胞中參與的信號通路，揭示其調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲的分子機(jī)制等有很大的幫助。