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BioMacroMolecular InterActionology
For 2009’s Doctors BioMacroMolecular InterActionology Biommialogy 生物大分子相互作用学 Enmin Li
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Saccharides, Sacchariomics
生物分子及其相互作用 DNAs, Genomics RNAs, RNomics Proteins, Proteomics Lipids, Lipomics Saccharides, Sacchariomics Others, Otheomics Biomoleculars and it’s interaction
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mRNA+tRNA+rRNA+Protein
Ribosome 16S rRNA in E. coli 1542 nt, 90 loop 21 protein mRNA+tRNA+rRNA+Protein Figure 12.39
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Collagen-1(Ⅳ) in glomerular basement membrane
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Poly(Gly-Pro-Pro) in tropocollagen
HO P G P
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来自于日常生活的启示-1
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门的启示 A B C D E 在一个相对独立的功能体中，各种活动性功能组件往往是后来逐步加上去或加工完成的。
功能体上的每一个关键组件所处的位置，以及各位置之间的相互关系是高度协调的，合理的，与整个的功能体的功能的发挥相一致。 功能体上的关键组件是随环境变化，不断向前发展变化的。
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(Adenosine diphosphate ribose)
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ADP-ribosylation of Gsαby cholera toxin.
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-N,N,N-Trimethyllysine
-Hydroxylysine N-Acetyllysine Hydroxylase Acyltransferase -N-Methyllysine Methylase -N,N-Dimethyllysine -N,N,N-Trimethyllysine Modification of Lysine
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methylation coding region
Figure 1.5 CpG island -CH3 methylation -CH3 coding region
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来自于日常生活的启示-2
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信号灯的启示 目的地、方向指示与信号辨认 共同规则的制定、遵守与维护 违规现象与规则修改
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Cell signal transduction web
9 7 5 3 1 Cell signal transduction web 3 5 7 9
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来自于日常生活的启示-3
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汽车修理工具：扳手与套筒的启示 扳手：传力器/信号转导
A B C D E F G H I J K L M N 扳手：传力器/信号转导 各种形式的套筒接头，一种特殊形式的扳手的一部分，克服空间位阻障碍，使许多不可能的过程变为可能，化繁为简。
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Kinase insert domain Src Kinase domain Grb2 P85 GAP SH-PTP-2 PLC
PDGF- (platelet derived growth factor ) receptor P Y579 Kinase insert domain Src P Y581 Kinase domain Y716 P Grb2 P Y740 Grb2：Adapter GAP：GTPase activating protein PLC：PLC gamma SH-PTP-2：Phosphatase-2 P85：PI3K subunit Src：Kinase P85 P Y751 Y771 P GAP SH-PTP-2 P Y1009 Y1021 P PLC
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GTPase activating protein
For examples Src SH3 SH2 SH1, tyrosine kinase Grb2 SH3 SH2 SH3 GAP SH2 SH3 SH2 GTPase activating protein PLC 1 Phospholipase C SH2 SH2 SH3 Phospholipase C
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Primary structure of Grb2 protein
3-54 59-149 SH3 -3 SH2 +7 SH3 -2 +2 1 ME AIAKY*DF*KATADDE*LSFKRGDILKVLNEECDQN 36 W*YKAELNGKDGFIP*KNY*IE MKPH PWFFGKIPRAKA 71 EEMLSKQRHDGAFLIRESESAPGDFSLSVKFGNDV 106 QHFKVLRDGAGKYFLWVVKFNSLNELVDYHRSTSVS0R 143 NQQIFLR DIEQVPQQPT YVQALF*DF*DPQEDGE*LGFRRG 181 DFIHVMDNSDPNW*WKGACHGQTGMFP*RNY*VTP VNRNV * proline-rich ligand binding site
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Tertiary structure of SH2
MKPHPWFFGKIPRAKAEEMLSKQRHDGAFLIRESESAPGDFSLSVKFGNDVQHFKVLRDGAGKYFLWVVKFNSLNELVDYHRSTSVSRNQQIFLRDIEQVP
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MKPHPWFFGKIPR67AKAEEMLSKQRHDGAFLIR86ESESAPGDFSLSVKFGNDVQH107F108K109VLRDGAGKYFLWVVKFNSLNELVDYH135RSTSVSRNQQIFLRDIEQVP pTyr binding pocket unique binding pocket F108 R86 R67 H107 K109 H135
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structural and functional integration
Na+/H+ exchanger isoform 1 (NHE1) PIP2: phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate CHP: calcineurin homologous protein ERM: ezrin, radixin or moesin NIK: Nck-interacting kinase CaM: calmodulin Hsp70: heat shock pritein 70 CAII: carbonic anhydrase II p90RSK: p90-ribosomal protein S6 kinase ROCK1: Rho kinase 1 14-3-3: serin binding protein
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Ezrin、Fascin和NGAL在细胞中的定位及其功能联系
功能性复合物 ? Ezrin主要在细胞膜蛋白CD44与细胞骨架微丝F-Actin之间发挥一种连接蛋白的作用； 而Fascin主要在细胞骨架微丝F-Actin之间发挥一种连接捆绑蛋白的作用。同时二者还同时是构筑细胞突起的主要成分，共同参与细胞的移动。而NGAL，是一种分泌性蛋白，能够与基质金属蛋白酶MMP9形成异源复合物，具有保护MMP9的活性，促进细胞外基质降解的功能，同时还与细胞骨架的重组有某种关联。我们的系列研究结果表明，在食管癌等病理情况下，这三种蛋白不但显著异常过表达，而且，尤其是Ezrin，还发生从膜到浆的异位表达，可能存在着Ezrin与Fascin的功能性复合物，在细胞信号转导中发挥作用，介导着食管癌的侵袭转移发展。下面让我们来分别看一下，三种蛋白与食管癌相关的具体情况。首先，是NGAL。 Ezrin主要在细胞膜蛋白CD44与细胞骨架微丝F-Actin之间发挥一种连接蛋白的作用 Fascin主要在细胞骨架微丝F-Actin之间发挥一种连接捆绑蛋白的作用 NGAL，一种分泌性蛋白，具有保护基质金属蛋白酶MMP9的活性，促进细胞外基质降解的功能，同时还与细胞骨架的重组有某种关联。
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Ezrin与食管癌发生发展相关，部分实验证据
9 Ezrin与食管癌发生发展相关，部分实验证据 组织表达 独立的预后不良判定因子 细胞表达 生存期 RNA干扰 Smad2/3通路 307例 克隆形成能力 分裂增殖能力 裸鼠成瘤能力 裸鼠瘤重 下游靶基因表达 mRNA水平 接下来是Ezrin。 我们发现，无论是食管癌细胞，还是食管癌组织，Ezrin均异常过表达，而且这种异常过表达具有明确的临床意义，与患者的生存期缩短显著相关，可以作为独立预后因子。 而当我们用RNA干扰的方法，把食管癌细胞中过表达的Ezrin敲降的时候，发现细胞的克隆形成能力、分裂增殖能力、裸鼠成瘤能力、裸鼠瘤重，以及细胞的移动能力、侵袭能力和黏附能力等都被显著抑制了。 而重要的是， 当Ezrin被敲降的时候，Smad2/3信号通路的活性显著下降，其下游与侵袭转移相关的靶基因CTGF、Cyr61、MMP2和MMP9的表达或活性也随之显著下降。 小结这部分实验结果， 移动能力 侵袭能力 黏附能力 MMP2/MMP9活性 下游靶基因表达蛋白水平 J Histochem Cytochem, 2006,54: (IF 2.45) Int J Cancer. 2009,124(11): (IF 4.69) J Biol Chem, 2009,284: (IF 5.52) 李恩民课题组论文
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一种细胞分裂增殖、侵袭转移相关基因的实验证据
Ezrin激活Smad2/3，上调Cyr61， 一种细胞分裂增殖、侵袭转移相关基因的实验证据 癌 正常 Cyr61 Ezrin 敲降Cyr61 克隆数下降 让我们首先看这红色框中的四张图片，当把Cyr61敲降之后，发现，食管癌细胞的克隆数、移动能力和侵袭能力均下降，说明Cyr61是一种细胞分裂增殖、侵袭转移相关基因。而当把Ezrin敲降之后，发现食管癌细胞活性形式的Smad2/3明显降低, 同时Cyr61的表达也随之明显降低；而当通过加入TGF-β重新恢复Smad2/3激活的时候, Cyr61的表达也随之明显升高。这说明, Ezrin能够激活Smad2/3，而Cyr61是Smad2/3的下游靶基因。接下来,让我们来看下一张幻灯片。 移动能力下降 侵袭能力下降 李恩民课题组. Int J Cancer. 2009,124(11): (IF 4.69)
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我们的研究工作-Ezrin部分 主要结论：
10 我们的研究工作-Ezrin部分 李恩民课题组, J Histochem Cytochem, 2006,54: (IF 2.45) 李恩民课题组, Int J Cancer, 2009,124: (IF 4.69) 李恩民课题组, J Biol Chem, 2009,284: (IF 5.52) 主要结论： Ezrin在食管癌中显著异常过表达，与食管癌细胞的增殖、侵袭移动、淋巴结转移，以及患者的生存期缩短等密切相关，是独立的预后不良判定因子。 Ezrin的异常表达处于食管癌由早期阶段向中晚期阶段发展过渡的关键环节上，发挥着承上启下的作用，通过激活Smad2/3和-catenin信号通路，促使下游的MMP2、MMP9、CTGF和Cyr61等肿瘤侵袭转移相关基因上调表达，可能会形成多个正反馈调控环，介导着食管癌的侵袭转移发展。 结论有二 首先，Ezrin在食管癌中异常过表达，与食管癌细胞的增殖、侵袭移动、淋巴结转移以及患者的生存期缩短等密切相关，是独立的预后不良判定因子。 其次，Ezrin的异常表达处于食管癌由早期阶段向中晚期阶段发展过渡的关键环节上，发挥着承上启下的作用，通过激活Smad2/3和-catenin信号通路，促使下游的MMP2、MMP9、CTGF和Cyr61等肿瘤侵袭转移相关基因上调表达，可能会形成多个正反馈调控环，介导着食管癌的侵袭转移发展。
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Summary about function and regulation of ezrin in ESCC
Cytoskeletal remodeling MMP-2 and MMP-9 activities ? Ezrin overexpression and translocation Alterations of cell behaviors 1 2 SP1/AP1 TGF-beta/smad2/3 MAPK or … 3 ERK 4 Function MEK Expression alterations of related genes Cyr61, CTGF, SDC2, ATF3 EGFR EGF ( Invasiveness–related genes, cell proliferation–related genes)
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Ezrin与Fascin，两种蛋白之间可能 还存在着直接的相互作用, 而且相互之间的联系非常广泛
Ezrin蛋白(E)和Fascin蛋白(F)分子对接结果 不同颜色标注说明 黄色：Ezrin蛋白 绿色：Fascin蛋白 粉色：潜在的PKC修饰位点， 丝氨酸（S） 红色：潜在的PKC修饰位点， 苏氨酸（T） 而更加有意义的是, 我们最近的研究结果提示, Ezrin与Fascin，两种蛋白之间可能还存在着直接的相互作用, 而且相互之间的联系非常广泛。
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异常表达的细胞骨架结合蛋白Ezrin和Fascin
2009 NSFC-广东联合基金重点项目 异常表达的细胞骨架结合蛋白Ezrin和Fascin 触发食管癌侵袭转移分子机制的研究 各位专家，大家上午好。 非常荣幸，有这样宝贵的机会，向各位专家汇报我们的课题。 课题的题目是，异常表达的细胞骨架结合蛋白Ezrin和Fascin触发食管癌侵袭转移分子机制的研究。 由汕头大学、中国科学院上海生命科学研究院和南开大学联合申请
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