Lamins蛋白存在复杂的剪切成熟和翻译后修饰变化2024-05-22 08:42:31
目前，关于Lamins蛋白如何调控细胞功能存在2种假说。其中，基因调控假说认为，异常的Lamins蛋白可能通过对细胞核内表观遗传、转录调控和信号通路的激活或沉默统筹细胞活动；而结构假说则认为Lamins蛋白的表达变化可影响细胞核的刚度、韧性等力学参数，从而改变细胞核的力学敏感性。两种假说相互独立，且互为补充。例如，Lamins蛋白异构体的缺失或敲低使小鼠胚胎成纤维细胞的核硬度由15 pN/μm下降至6 pN/μm，并降低了表观遗传关键分子H3K9me3和H3K27me3水平。值得注意的是，除了蛋白质表达水平变化外，Lamins蛋白还存在复杂的剪切成熟和翻译后修饰变化。在LaminA蛋白成熟过程中至少包含C端Cys-Ser-Ile-Met氨基酸序列Cys巯基的法尼基化修饰，Cys甲基化和CAAX异戊二烯蛋白酶切割C端15个氨基酸3个步骤，而成熟后的LaminA 除形成经典的INM下致密蛋白纤维网架外，在多种激酶作用下发生可逆性磷酸化修饰进而溶解形成核浆内的游离态LaminA单体。
Lamin A的聚集和溶解状态转换受其磷酸化状态调控，未磷酸化的LaminA形成核纤层纤维蛋白网络存在于INM下层，以响应外部张力或收缩力，进而增加核硬度，而磷酸化的Lamin A溶解并分布于核浆内。已有研究显示，基质刚度等细胞外力学环境变化可以调控细胞Lamin A第22位丝氨酸的可逆性磷酸化修饰。细胞收缩力与Lamin A/C的磷酸化状态之间存在反比关系，例如在软基质上培养的细胞中，细胞骨架收缩力降低会增加Lamin A/C的磷酸化，导致蛋白质溶解度增加。
出自《细胞核生物力学研究进展》作者:刘中乾 齐颖新.
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