小G蛋白Rap的信号通路与生物学功能

Rap在细胞内控制着许多重要的信号通路,这些通路与细胞极性的形成、细胞增殖、分化和癌变、细胞黏附和运动等重要的生物功能密切相关,并进一步在组织器官水平影响一些重要的生理功能,如神经极性的建立、神经突触生长、突触可塑性和神经元迁移等。Rap属于Ras家族,含有Rap1和Rap2两个亚类。Rap通过结合GTP或GDP,在激活与失活两种状态之间切换,从而发挥分子开关的功能。此外,Rap在癌症的发生和发展过程中也发挥着关键作用,它可抑制癌基因Ras诱导的细胞转化;还可通过与其下游靶分子的相互作用,作为细胞信号通路上的一个开关分子诱导细胞恶性转化。本文对上述Rap的生物学功能做了概括总结,并在此基础之上探究Rap及受其调控的蛋白质对肿瘤和神经系统疾病的药物开发和治疗的重要意义。

Roles of Rap1 signaling in tumor cell migration and invasion

Ras-associated protein-1 （Rapl）, a small GTPase in the Ras-related protein family, is an important regulator of basic cellular functions （e.g., formation and control of cell adhesions and junctions）, cellular migration, and polarization. Through its interaction with other proteins, Rapl plays many roles during cell invasion and metastasis in different cancers. The basic function of Rapl is straightforward; it acts as a switch during cellular signaling transduction and regulated by its binding to either guanosine triphosphate （GTP） or guanosine diphosphate （GDP）. However, its remarkably diverse function is rendered by its interplay with a large number of distinct Rap guanine nucleotide exchange factors and Rap GTPase activating proteins. This review summarizes the mechanisms by which Rap 1 signaling can regulate cell invasion and metastasis, focusing on its roles in integrin and cadherin regulation, Rho GTPase control, and matrix metalloproteinase expression.

酵母双杂交系统筛选与RapGAP相互作用的蛋白质

目的筛选与Rap GAP相互作用的蛋白质,为进一步研究人源Rap1GAP介导的信号转导通路、揭示其与肿瘤的关系提供实验依据。方法选用与Rap1GAP同源的来自美丽线虫的Rap GAP作为饵蛋白,以来源于美丽线虫的c DNA文库作为靶蛋白,应用p PC97、p PC86组成的酵母双杂交系统筛选c DNA文库中与Rap GAP相互作用的蛋白质。结果通过营养缺陷平板（-LTH）筛选出63个拟似阳性菌落。经过Lac Z鉴定,19个菌落为阳性,其中7个为强阳性。提取来自19个酵母菌落中的重组DNA,经PCR扩增,12个菌落出现阳性结果。将该19个重组DNA分别电转化入DH5α细菌,涂板培养后,每板挑取4~10个克隆,通过Sal I和Not I双酶切鉴定进行阳性克隆筛选。将阳性克隆的重组DNA进行序列测定。测序结果与Gen Bank比较,其中4个克隆的DNA片段为Y39b6a基因片段、2个为Rap GAP、1个为苯丙氨酸-4-羟化酶、1个为细胞色素C氧化酶,还有1个DNA片段编码美丽线虫特有的小分子蛋白的基因片段,其余11个DNA片段不编码已知蛋白质。结论初步筛选出与Rap GAP相互作用的蛋白质,特别是其中有2个克隆为Rap GAP,提示Rap GAP可能以二聚体的方式存在。