果蠅Abl 激脢調控其受質Abi 在lamella 形成、軸突及突觸發育之功能研究

• Main Authors: Chiu-Hui Huang, 黃秋惠
• Other Authors: Rong-Long Pan
• Format: Others
• Language: en_US
• Online Access: http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/80808592882937994477

博士 === 國立清華大學 === 生命科學系 === 96 === 細胞內大多數的功能是需要經由一連串蛋白質磷酸化及去磷酸作用而調節。 Abl 結合蛋白(Abi)是Abl 激脢的受質，並且在WAVE 複合蛋白體中扮演重要角色， 負責將訊息由Rac 傳至Arp2/3 複合蛋白，進而調控肌動蛋白的聚合。過去的研究 已知Abi 聚集至細胞邊緣能促進肌動蛋白的聚合，但是其機制仍不清楚。在本研 究中，我們發現PTP61F (哺乳類PTP1B 的同源蛋白)能夠反向調控Abl 對Abi 的磷 酸化作用並且影響Abi 在S2 細胞中的位置，在細胞中增加Abl 或移除PTP61F 的 表現會使Abi 移動至細胞邊緣。同時，Abi 的磷酸化調節也會影響Abi 在細胞中的 含量，進而可能影響WAVE 複合蛋白體中其他蛋白質的穩定性。我們利用質譜儀 分析鑑定，發現幾個Abi 被磷酸化的位置，並將這幾個位置進行定位點突變。進 一步分析突變型Abi 在細胞中移動的能力及穩定性，我們發現突變型Abi 在細胞 中移動的能力較差，並且蛋白質的半衰期較野生型短。另外，送回突變型Abi 也 無法回復去除Abi 所造成的lamella 形成缺失。總結來說，Abi 的磷酸化在Abl 及 PTP61F 的相互調節之下，會進一步影響Abi 在細胞中的位置、蛋白質的穩定性及 lamella 形成的功能。 在許多生物體發育的過程中，肌動蛋白的聚合扮演非常關鍵的步驟。在果蠅 的神經發育過程中，Abl 已知在神經軸突及運動神經元的前進引導上扮演重要功 能，但是Abi 如何參與在Abl 下游訊息傳遞路徑，並且影響神經系統的發育，其 機制仍不清楚。在本研究中，我們分離了數個Abi 果蠅突變株，並且藉由遺傳方 法的分析，進一步了解Abi 與Abl 的遺傳交互作用。由結果發現，降低Abi 的量 能夠回復Abl 突變所造成的成蟲死亡率，因此我們認為Abi 可能是Abl 在遺傳學 上的拮抗者。另外，Abi 的突變株果蠅除了其胚胎會有中樞神經系統發育的缺陷， 降低Abi 的量也能降低Abl 突變果蠅胚胎神經發育的缺陷。除了中樞神經系統的 發育，在本研究中我們也發現Abl 突變果蠅會出現神經肌肉接合處突觸發育的缺 陷。Abl 突變果蠅的突觸會過度生長並且自發性的神經傳導也有顯著的增加。更進 一步的研究發現，Abl 突變果蠅突觸的過度生長會經由降低Abi 及Ena 的量而減 緩。在生化及細胞生物學的分析中，Abi 被發現能夠促進Abl 及Ena 的結合，並且 改變Abl 在細胞中的分佈進而和Ena 結合。總結來說，Abi 和Ena 這兩個與肌動蛋 4 白有關的蛋白會參與在Abl 下游訊息傳遞網路，並且一同調控神經軸突前進引導 及突觸的發育。