RAS-RAF蛋白相互作用结构域的单分子力谱分析  

Analysis of RAS-RAF Interaction Domains by Single-Molecule Force Spectroscopy Measurements

作　　者：韩澍[1] 闻丞[1] 叶安培[1] 

机构地区：[1]北京大学信息科学与技术学院纳米器件物理与化学教育部重点实验室,北京100871

出　　处：《生物物理学报》2011年第11期941-947,共7页Acta Biophysica Sinica

基　　金：国家自然科学基金项目(10674008);北京市自然科学基金项目(5102019);"973"计划项目(2011CB809100)~~

摘　　要：利用自行构建的光镊系统,通过in vitro单分子力谱测量,在单分子水平研究了RAS/RAF/MEK/ERK信号传导通路中的重要信号传导蛋白RAF与其上游G蛋白RAS结合的势垒形态。RAS与野生型RAF的单分子结合力分布情况显示,RAS-RAF结合至少涉及RAS结合区(RAS binding domain,RBD)及半胱氨酸富集区(cysteine rich domain,CRD)两个作用位点。而RAS与RAF突变体RAF(Q257R)的单分子结合力分布,存在两个以上的结合域:最可几力为95 pN的包络对应RAS-RAF[RBD]结合;最可几力为117 pN的包络对应RAS-RAF[CRD]结合;最可几力为159 pN的包络对应RAS-RAF[RBD]和RAS-RAF[CRD]同时存在(叠加)时的相互作用。而且在大于200 pN的范围(光镊有效量程之外),RAS与RAF(Q257R)的结合力仍然有相当的概率分布。这说明,突变体RAF(Q257R)比其野生型更易于与RAS结合,且可能涉及新的结合位点。该发现对解释Q257R的致病机理及设计拮抗剂均有重要指导意义。RAF plays an important function in the RAS/RAF/MEK/ERK cell signaling pathway.The single-molecule force spectroscopy of RAS-RAF interaction in vitro measured by a home-built optical tweezers system is presented to illustrate the interaction conformation of RAF protein and its upstream G-protein（RAS protein） in single-molecule level.The single-molecule force distribution of RAS and RAF（wild type,WT） shows that at least two domains are involved in the process of RAS-RAF interaction,they are RAS binding domain（RBD） and cysteine-rich domain（CRD）,respectively.By comparing the single-molecule force distribution of RAS-RAF（Q257R） to RAS-RAF（WT）,we found that there existed more than two interaction domains in the RAS-RAF（Q257R） interaction： the most probable distribution related to peak 95 pN indicated RAS-RAF interaction;the most probable distribution related to peak 117 pN indicated RAS-RAF interaction,the most probable distribution related to peak 159 pN indicated these two interactions happening simultaneously.Also we found that there existed some higher forces（200 pN） in RAS-RAF（Q257R） interaction process,which beyonded the reliable range of optical tweezers.It means that interaction of RAS-RAF（Q257R） is stronger than that of RAS-RAF（WT） and the former may involve new interaction domains.These findings will have important significance to explain the pathogenesis of RAF（Q257R）mutation and design inhibitor.

关 键 词：光镊 单分子力谱 RAS-RAF相互作用结构域 

分 类 号：Q615[生物学—生物物理学]