[发明专利]OTUD3-E86K蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种OTUD3-E86K蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

抑癌蛋白PTEN(phosphatase and tension homologue deleted from chromosome 10，又称作MMAC1或TEP1)基因是1997年由美国的两个独立研究小组在人类染色体10q23.3定位的一个新的抑癌基因。该基因编码的蛋白PTEN长403个氨基酸，由磷酸酶结构域(15-185)、C2结构域(186-351)、PEST模序区(352-400)和PDZ结合区(401-403)构成，PTEN具有脂质磷酸酶和蛋白质磷酸酶活性，更为精细的研究表明，其脂质磷酸酶活性在其抑癌活性中具有更为重要的地位，它能特异性地使磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(phosphatidylinositol-3,4,5-triphosphate,PIP3)的3位磷酸基团去磷酸化,从而拮抗PI3K激酶的功能，抑制PI3K下游特别是Akt通路的信号转导,具有抑制细胞生长、增殖、迁移等多种效应。PTEN基因是继p53基因之后目前已知与肿瘤发生发展关系最为密切的抑癌基因之一，在血液系统肿瘤、脑胶质瘤、消化道肿瘤、妇科肿瘤、泌尿道肿瘤、肺癌、骨肉瘤等诸多肿瘤中均检测到该基因的突变或杂合性缺失(LOH)，并发现其蛋白表达水平下调或缺失，在肿瘤易感的疾病如Cowden疾病、Bannayan-Riley-Ruvalcaba综合征病人中也常检测到PTEN突变。纯合缺失PTEN基因的小鼠胚胎致死，杂合缺失PTEN基因的小鼠则自发形成多种类型的肿瘤，确证PTEN确实在体内具有抑癌基因的功能。近年来，大量组织特异性的PTEN基因敲除小鼠模型的建立及表型分析进一步揭示，PTEN在细胞代谢、细胞运动性与极性、肿瘤微环境、细胞衰老、干细胞调控等诸多细胞学过程中发挥了极为重要的生理功能。目前公认的PTEN在细胞质内的主要作用机理仍然是通过调控PIP3的去磷酸化而抑制PI3K-Akt通路，因此常称为PTEN-PI3K-Akt通路或PTEN-Akt-mTOR通路等，在几乎每一种PTEN基因敲除的组织或器官中，Akt活性均上调，且Akt1敲除可以挽救PTEN^+/-小鼠在许多易感组织成瘤的表型，表明PTEN确实是Akt信号通路的重要负调控分子。近五年来，有研究揭示，PTEN不仅在细胞质以磷酸酶依赖的方式发挥作用，也可以在细胞核内以磷酸酶非依赖的方式发挥功能且对其抑癌作用同样具有重要贡献。PTEN可定位于着丝粒并与动粒蛋白CENP-C蛋白结合，维持着丝粒稳定性；作用于染色质，上调Rad51水平，促进DNA双链断裂损伤修复，维持染色体稳定性；同时也可以与泛素连接酶APC/C结合，增强APC/C-Cdh1复合体的抑癌作用。

鉴于PTEN的重要性，其活性与稳定性必然受到严谨的调控。与p53半衰期非常短(约15-30分钟)、细胞内源蛋白水平很低不同，PTEN半衰期相对较长(几个小时)、细胞内源蛋白水平较高，二者同为重要的抑癌蛋白，发挥功能的机制虽也有交叉、但更多的是不同，p53主要在细胞核内作为转录因子发挥功能，而PTEN主要在细胞质中作为磷酸酶发挥功能；在细胞周期进程中，p53主要监控G1/S期，PTEN主要调控M期。理论上讲，蛋白稳定性及蛋白量的控制，除了受到转录水平及蛋白质合成的影响外，非常重要的一种机制就是泛素化降解与去泛素化的阴阳平衡调控。泛素连接酶(ubiquitin ligase,E3)促进底物泛素化修饰，携带泛素链的蛋白为26S蛋白酶体识别并降解为肽段；与之相反，去泛素化酶(deubiquitinase,DUB)可以去除底物的泛素化，阻断蛋白酶体介导的降解(proteasomal degradation)，保护底物蛋白使其水平上调。E3与DUB，就如同激酶与磷酸酶一样，构成调节蛋白稳定性的重要分子对。考虑到p53和PTEN的半衰期差异，相对而言，促进p53泛素化修饰的E3(如Mdm2、ARFBP1等)在调节p53半衰期中具有重要功能，相反，抑制PTEN泛素化修饰、阻断蛋白酶体降解的DUB在调节PTEN半衰期中具有相对更为重要的角色。