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来源:本站原创 浏览:249次 时间:2019-08-21
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R-spondin蛋白家族包括4个成员(Rspo1~4),其序列相似度为40%~60%,并且具有相似的结构模式。迄今为止报道的所有Rspo蛋白都包含4个主要功能区: 2个相邻的furin-like结构域(furin- like cysteine-rich domain)、1个TSP1结构域(thrombospondin type 1 domain)以及富含碱性氨-基酸的C端区域。 Rspo蛋白作为典型的分泌型蛋白,其N端都 具有一段长度为20~25个氨-基酸的信号肽。信号肽之后为2个相邻的furin-like结构域,富含半胱氨酸,是Rspo蛋白结构中最保守的区域[13]。对爪蟾Rspo2[11]、小鼠Rspo3[14]、人Rspo1[20]以及小鼠Rspo2[21]的研究发现,furin-like结构域对Rspo蛋白激活经典Wnt信号通路的功能起决定作用,删除其中任意一个furin-like结构域,Rspo蛋白都将丧失其对Wnt/β-catenin信号通路的激活作用[11]。Nam[14]发现Rspo可以分别与LRP6、 Fzd以及Wnt1蛋白结合,删除两个furin-like结构域后,Rspo丧失与LRP6、Fzd以及Wnt1的结合作用;另外Rspo与LRP6以及Wnt1可以协同激活β-catenin信号,删除两个furin-like结构域后,Rspo与LRP6和Wnt1的协同作用被显著抑制。Kim等研究发现,furin-like结构域对Rspo激活β-catenin信号的作用不仅是必需而且是充分的,不同Rspo蛋白的活性强度由其本身的两个furin-like结构域决定。Li等[25]为进一步研究两个furin-like结构域中起关键作用的氨-基酸位点,根据无趾症中Rspo4氨-基酸点突变构建了相应的3个Rspo2点突变体,其突变位点均位于2个furin-like结构域中。荧光素酶报告基因结果显示3个Rspo2点突变体对β-catenin信号的激活作用显著减弱,其中Rspo2/C78Y和Rspo2/C113R突变体抑制了Rspo2的分泌活性,而Rspo2/Q70R突变体改变了Rspo2的功能。该研究组同时构建了仅包含2个furin-like结构域的Rspo2衍生物(Rspo2-2F),该衍生物既可激活Wnt/β-catenin信号通路,还可与Wnt3a协同作用共同激活β-catenin信号。突变了Q70R位点的Rspo2衍生物(Rspo2-2F/Q70R)丧失了对β-catenin信号的激活能力,但仍可与Wnt3a协同作用。 在对小鼠Rspo1、Rspo2和Rspo3的研究中发现,Rspo的TSP1结构域不仅在结构上类似于mindin的TSP1结构域和F-spondin的第五个TSP1结构域,并且同样具有结合细胞表面肝素的能力。 另外, Rspo的C端尾巴则可以加强这种结合能力。Ayadi对人Rspo4的TSP1结构域进行了立体结构模拟实验,发现该结构域中由于碱性氨-基酸的存在形成一个大的正电荷区域,其中色氨酸和精氨酸排列形成凹槽状结构。F-spondins与TRAP蛋白的TSP1结构域中也存在类似结构,但这种结构本身对肝素的结合效率并不高。而Rspo4的C端区域存在与肝素序列相配的碱性氨-基酸簇。因此,Rspo4的TSP1与C端区域很可能形成一个可与肝素结合的连续表面。
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