发布时间 : 星期六 文章2012CB910100-G-代谢相关蛋白质修饰在肿瘤发生发展过程中的作用及机制更新完毕开始阅读
的调控。核受体(nuclear receptor,NR)是一类在生物体内广泛分布的配体依赖的转录因子，在代谢、发育、癌症等方面起着重要调节作用。HDAC和HAT的许多成员发挥功能的途径之一都是通过与核受体形成蛋白复合体来实现的。如HAT家族的p300、CBP、SRC1和SRC3等，HDAC家族的SIRT1等，在体内都能与核受体形成蛋白复合体，相互调控并调节系列生物学功能。
人们对SIRT家族的蛋白晶体结构已经有了一定的研究，主要集中在SIRT的保守催化活性结构域的结构报道，包括SIRT活性结构域、以及该结构域与底物如含p53等去乙酰化位点的多肽和/或NAD+、Suramin等形成复合体的晶体结构。仅有一例报道酵母SIRT2同源蛋白Hst2的全长蛋白的结构，该结构表明了N端和C端非保守区域对Hst2催化活性域的奇特空间结构以及其重要调节作用。
这些有限的数据还远远不够我们清楚认识SIRT去乙酰化的作用调控机理。本
课题拟系统研究人源SIRT1、SIRT2、SIRT3、SIRT5和SIRT7这些有去乙酰化活性的SIRT家族成员的蛋白晶体结构，包括：SIRT催化结构域与核受体如PPARγ、FXR、SHP、PPARα等结合区域形 成复合体的晶体结构；SIRT全长蛋白与核受体如PPARγ、FXR、SHP、PPARα等全长蛋白以及其靶DNA形成复合体的晶体结构；研究核受体如PPARγ、FXR、SHP、PPARα等的配体（胞内代谢产物如脂肪酸、胆汁酸等）通过核受体对SIRT活性影响的结构机制；研究SIRT配体对在SIRT与核受体形成复合体的基础上调节SIRT活性的结构机制；研究各种小分子化合物通过SIRT/NR在肿瘤信号通路中的调控机理。 4. 设计并优化可以调节代谢或抑制代谢相关肿瘤发生信号通路的药物先导小分子化合物。 根据上述对干预修饰酶活性的小分子化合物的生化、生理、病理研究，结合小分子化合物与修饰酶结合的结构特点，通过改变修饰酶与小分子结合的关键结构元素，结合生物化学、
分子生物学与细胞生物学等手段，验证其生物学功能，为治疗修饰酶相关疾病提供小分子药物设计和优化的结构模板。最后通过动物体内生理功能研究，确定先导小分子药物。
创新点与特色、取得重大突破的可行性
1. 本项目瞄准国际肿瘤研究中代谢失调与肿瘤发生这个最前沿领域，以转化医学研究为侧重点，力图实现基础与应用研究的有机结合。
2. 项目前期研究基础已经具有国际前沿水平，在激烈的国际竞争中我们具有自己独特的优势。其中，复旦大学研究团队在代谢酶乙酰化修饰和代谢物调控肿瘤相关细胞信号通路等领域取得的成果得到国际高度评价。项目组成员在蛋白组方面创新了多种方法蛋白质组的定量分析、磷酸化分析和乙酰化分析等方面，尤其在定量蛋白质组学分析方面发展了独特的技术平台。如固相标记定量技术可以在30个小时内自动标记定量1000个以上蛋白质，拥有自主知识产权的新技术建立的磷酸化分析平台也可以实现从一个复杂蛋白质样品中鉴定上万个磷酸化位点，利用重甲基SILAC技术鉴定59个精氨酸甲基化位点，高特异性的抗体可以实现鉴定1000个以上赖氨酸乙酰化蛋白质的能力等。上海交大在上一个973项目中已经积累了丰富的代谢组学研究的经验；李勇等人解析了众多药靶蛋白的晶体结构等。 3. 本项目聚集了国内近年来在该领域取得国际水平成果的研究团队，以及一批近年来从包括Craig Thompson及Dang C.V. 实等国际代谢与肿瘤领域顶级实验室全职回国的精干年轻研究人员，知识结构和研究理念处于国际前沿。此外，课题组成员知识结构覆盖生物化学、分子生物学、细胞生物学、蛋白质组学、生
物信息学、和结构生物学等领域，依托国家和部门重点实验室、教育部985 创新平台等良好硬件支撑。各课题间研究相互交叉、组成了一个有机的整体。课题负责人和主要骨干成员均有在国内外长期从事科研的经历，近年发表数量众多高水平论文，显示了极强的创新能力。 4. 利用中国独特的团队作战组织方式，系统的对代谢相关的蛋白质翻译后修饰在肿瘤发生过程中的变化与作用机理进行研究，这样将有利于产生高水平的研究成果。
5. 项目推荐首席科学家赵世民教授具有多年跨国生物医药企业研发经验，回国后5年内主持自然科学基金重点项目，参与973和863等多个项目。尤其在完成国家863 项目《蛋白质翻译后修饰的蛋白组学研究》（2006AA02A308）的过程中，与多位合作者合作取得4年发表SCI论文16篇、其中影响因子大于20的5篇，近两年论文他引238次的突出成绩，成果为国际广泛关注。其项目组织协调能力以及转化医学研究实力都得到充分验证。
课题设置
课题1 ： 代谢相关的蛋白质的修饰谱及其在肿瘤发生发展过程中的变化规律
预期目标： 利用修饰/比较蛋白组学方法研究代谢相关翻译后修饰的底物,以及这些修饰在肿瘤发生过程中的变化规律。
主要研究内容： 1. 建立全细胞蛋白质修饰鉴定的技术方法与平台，并应用这一平台进行如下研 究： 2. 系统地研究肿瘤发生过程中代谢酶乙酰化\\磷酸化修饰的变化规律； 3. 系统鉴定受代谢中间物调控的下游蛋白修饰（羟基化、甲基化
等）底物蛋白谱及网络； 4. 系统地研究肿瘤发生过程中受代谢中间物调控的下游蛋白修饰的变化规律。
经费比例： 23%
承担单位： 中国科学院大连化学物理研究所、复旦大学 课题负责人： 叶明亮
学术骨干： 管坤良、Daniel Figeys、张宇、苏志熙
课题2 ： 代谢相关的蛋白质的修饰的调控网络及其对代谢的作用
预期目标： 采用遗传与代谢组学方法研究代谢相关蛋白修饰失调对相关蛋白功能、代谢调控通路、代谢产物及整体生化网络的系统影响；同时通过综合使用各类高通量信息提取和多元化分析技术，分析生化网络在常态和病态下的结构组成和动态变化。
主要研究内容： 1． 系统鉴定参与代谢过程中特定蛋白质修饰的上游调控酶（如乙酰化中的HAT与Sirt等），研究其功能及调控的上下游机制； 2． 用代谢组的方法系统研究各修饰调控酶对于代谢组的影响； 3． 研究肿瘤发生过程中代谢相关蛋白修饰上游调控酶及对应代谢组的变化规律。
经费比例： 23%
承担单位： 上海交通大学 课题负责人： 万春玲
学术骨干： 童雪梅、糜军、王晓艳、左勇
课题3 ： 代谢相关蛋白质修饰的分子调控机理及其在肿瘤发生中的作用与机制 预期目标： 在培养细胞系中初步建立乙酰化等翻译后修饰调控代谢的信号网络；建立代谢物调控细胞表观遗传及下游蛋白的信号网络；建立乙酰化等翻译后修饰调控肿瘤发生的动物模型；通过临床研究认代谢相关翻译后修饰在肿瘤发生过程中的变化规律。
主要研究内容： 1． 研究蛋白质修饰（乙酰化、磷酸化）对代谢酶功能调控的分子机制； 2． 系统研究代谢中间物（如?KG等）影响各种修饰酶（脯氨酸羟