CB912100细胞生长调控的重要蛋白质群的功能与作用机制.docx

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CB912100细胞生长调控的重要蛋白质群的功能与作用机制

项目名称：

细胞生长调控的重要蛋白质群的功能与作用机制

首席科学家：

李林中国科学院上海生命科学研究院

起止年限：

2010年1月-2014年8月

依托部门：

中国科学院上海市科委

一、研究内容

本项目将围绕细胞生长调控的重要蛋白质群开展系统研究，从几条重要的信号转导通路、细胞骨架可塑性、细胞有丝分裂染色体运动、以及细胞周期重要调控的蛋白质修饰等方面着手，阐明细胞生长调控的物质基础，并揭示功能蛋白质群可塑性调控的新机制与新规律。

主要研究内容包括以下几个方面：

（1）系统地分析和研究细胞生长调控的信号转导机理。

针对Wnt、Hh、Hpo等成形素和生长因子诱导的信号转导通路，结合哺乳动物细胞、果蝇、斑马鱼、小鼠疾病模型等研究系统，寻找和揭示参与相关信号转导通路的新分子与新机制、以及参与其它信号通路的新功能，并开展信号通路间的交互作用研究，揭示新分子与新机制同细胞生长增殖等重要生命活动的内在关系，关注信号转导与调控过程的动态性，从而丰富对相关信号转导网络的认识。

（2）深入探讨细胞生长过程细胞骨架可塑性与细胞有丝分裂染色体运动调控的分子机制。

围绕细胞增殖的接触抑制，研究细胞内微管骨架的修饰与重构在其中的作用；以纤毛的结构与功能为模式体系研究微管骨架的修饰与重构在细胞增殖中的作用机制；利用三维培养系统研究在细胞增殖过程中细胞骨架重排的分子机制，特别是细胞外基质的变化对细胞骨架重排的调控机制。

利用化学生物学及生物光子学技术,评估有丝分裂重要马达驱动蛋白的单分子行为,描绘参与细胞有丝分裂染色体运动信号转导的蛋白质群交互作用机制及时空动力学特征，阐明上述信号通路对动点（kinetochore）组装可塑性及动力学特征调控的分子机制。

（3）系统阐明细胞生长调控的关键蛋白质修饰的分子作用机理。

围绕成形素和生长因子诱导的信号转导通路与细胞有丝分裂和细胞周期调控，通过建立与发展高水平研究蛋白质修饰的蛋白质组学技术平台，深入发掘相关的重要蛋白质修饰的调控机理。

特别是系统地鉴定参与细胞周期调控的泛素化和类泛素化修饰靶蛋白及其调控机理，建立其靶蛋白谱和信号调控网络，旨在更加深入认识调控细胞生长的重要蛋白质群的可塑性。

（4）解析细胞生长调控的重要蛋白质群可塑性和动力学特征变异在重大疾病发生与发展中的作用。

重点研究成形素与生长因子诱导的信号通路失调、动点组装可塑性及动力学特征改变、细胞周期调控的蛋白质修饰改变在肿瘤等重大疾病发生与发展过程中的作用机理；发掘调控相关信号通路、蛋白质修饰酶活性的小分子化合物，结合各种细胞、动物模型的进一步验证，旨在确认新的药物作用的靶标和新发现的小分子的成药性。

二、预期目标

1、项目总体目标

本项目瞄准细胞生长调控的重要蛋白质群的功能调控机制这一国际研究前沿，整合在细胞增殖调控研究领域已做出优秀成绩的研究单位和科学家，系统地研究蛋白质复合物或蛋白质群的组成、修饰、组装、动态变化和效应机制，剖析细胞生长增殖相关信号转导通路及其重要蛋白质作用网络的时空动力学特征，发现其新机制和新规律以及在生命活动中的重要作用，揭示蛋白质群动力学特征变化异常在重大疾病发生发展中的病理学意义。

以上研究成果必将丰富蛋白质科学与细胞生物学的内涵，为人类健康做出重要贡献。

本项目的实施将获得一系列具有国际领先和拥有自主知识产权的研究成果，打造一支达到国际先进水平的蛋白质及细胞动力学研究队伍，跻身于国际细胞动力学研究的领先行列。

2、五年预期目标

在基础理论研究方面：

揭示若干成形素信号转导通路重要蛋白质群交互作用机制和时空特征及其动力学特征改变在肿瘤发生与发展过程中的作用机制；阐明纤毛的功能调控重要蛋白质群的本质及其可塑性改变在疾病发生与发展过程中的作用机制；阐明细胞有丝分裂重要马达蛋白时空定位动力学的物质基础及其单分子行为特征、细胞有丝分裂重要蛋白质群在染色体运动调控中的交互机制及时空特征；阐明细胞周期中泛素和类泛素修饰靶蛋白的分子作用机理及所涉及蛋白质群的调控分子机制，并解析上述信号失调、修饰变异等在肿瘤的形成和发展过程中的分子病理学机制。

在应用基础研究方面：

筛选并鉴定出若干种可供相关疾病诊治与新药开发等研究的重要潜在靶标，开发相应小分子化合物，促进有自主知识产权创新药物的开发。

在人才培养方面：

培养博士研究生40~50名，博士后10~20名，国家杰出青年等高级人才3~5名。

成果考核指标：

在国际一流杂志（IF>10）发表论文15~20篇，在有影响力的杂志（IF>5）上发表论文40~50篇。

申请10项以上发明专利。

三、研究方案

1、学术思路

蛋白质是生命活动的主要执行者。

认识蛋白质分子的生化特性及其相互作用的规律是人类知识积累的重要方面。

蛋白质通常以群体作用形式参与细胞生命活动的各个环节。

蛋白质在不同的时空环境中行使不同的生物学功能，为此，蛋白质群的动态行为决定了细胞表型。

蛋白质群行为变异会导致许多疾病的发生与发展。

本项目主要从蛋白质群网络结构及其调控模式出发，应用细胞生物学、化学生物学及生物光子学等多学科新技术，研究重要功能蛋白质群的分子动力学行为及其参与生命活动的特征和规律，揭示蛋白质群动力学变化与细胞生长增殖和重大疾病发生发展的内在关系。

2、技术途径

本项目研究细胞生长增殖调控的相关信号转导通路中新分子、新机制、新功能以及不同信号通路间的交互作用。

通过研究信号通路和信号转导分子的功能机制以及它们调控的细胞生理活动，阐述与之相关的细胞活动异常或调控异常的分子机理。

围绕项目研究内容和目的，本课题将在分子、细胞和整体动物模型上开展研究。

在研究手段上将突出系统性、动态性和发展并使用新方法。

在分子水平的研究中，除了常规的研究方法外，将开展多标记、定量和实时的方法对蛋白质表达、蛋白质修饰以及蛋白质相互作用进行动态研究，如蛋白质组学的定量动态实时监测技术。

在细胞水平的研究中，将突出活细胞研究技术，如活细胞标记观察、活细胞内标记蛋白质的动态立体观察等。

通过结合常规的固定细胞研究技术和活细胞研究的方法，更好地认识细胞内信号转导分子和通路在调控细胞活动中的作用。

例如：

对细胞活动调控状态相关的瞬时蛋白质修饰的研究，就可以通过结合蛋白质实时监测和活细胞研究获得新的结果。

分子和细胞水平的机制性研究，是为了更好地认识它们在动物整体上的功能。

课题的研究还将利用果蝇、斑马鱼，肿瘤细胞和疾病系统等模型对信号转导分子及其它重要蛋白质的功能开展体内生理条件下的研究。

本项目针对细胞生长调控的几个关键要点和过程设置了相应的四个研究课题，包括：

（1）成形素诱导的信号转导通路的调控机制；

（2）细胞生长过程细胞骨架可塑性的调控机制；（3）细胞有丝分裂染色体运动的调控机制；（4）细胞周期中蛋白质修饰的作用与调控机制。

总体技术途径如下图：

总体技术途径示意图

3、创新点与特色

从科学问题来看，本项目以重要蛋白质分子动力学行为为焦点，以蛋白质复合物动态变化的重要调控性为切入点，关注蛋白质在微尺度的作用规律，既深入研究蛋白质复合物相互作用的动态机理，又联系它们在细胞运动过程中的功能与意义。

研究和揭示蛋白质功能分子在实时细胞生命活动中的动力学行为及调控规律是本项目的关键创新点。

从研究内容上看，本项目抓住了细胞生长调控研究的几个关键要点，从细胞骨架调控、有丝分裂染色体运动调控、细胞周期蛋白质修饰调控以及几条成形素诱导的信号转导通路的蛋白质网络调控等研究着手，形成了一个由表及里、相互关联的研究体系。

本项目强调细胞功能（生长）的可塑性（调控性）和动态性研究具有鲜明的前沿性。

从研究系统上看，本课题针对细胞生长调控的关键节点，从分子、细胞和整体动物多个层次，应用哺乳动物细胞、果蝇、斑马鱼、疾病小鼠等模型，有利于更好地揭示相应关键蛋白质（群）的生物学功能及其作用机制。

从研究方法来看，本项目应用和发展生物光子学及纳米生物学研究手段，综合运用生物化学、分子生物学、细胞学、化学生物学、蛋白质组学、生物信息学和生物光子学等方面的研究思想和技术方法，系统地研究细胞活动过程中蛋白质相互作用可塑性与动力学调节机制。

不仅从细胞器的视角，而且从纳米尺度的动态变化来揭示蛋白质动力学调节的新规律。

因此，动态性、全息性和微观性是本项目研究方法的主要特色。

4、可行性分析

在学术思路上，本项目拟从重要功能蛋白质复合物动态时空效应着手，应用现代生物学技术，研究重要调控蛋白质复合物分子动力学特征及其参与的生命过程的一般规律，揭示细胞动力学特征变化与重大疾病发生发展的关系，创建我国分子与细胞动力学研究的基础理论和技术体系。

由于蛋白质是一切生命活动的执行者，蛋白质分子动力学行为变化异常是重大疾病发生的重要原因，因此以细胞动力学特征及调控规律研究作为切入点，研究蛋白质分子动力学变化及其和生命过程和疾病的关系切实可行。

本研究团队已经承担多项本研究项目相关的前期项目，其中包括国家“十五”科技攻关计划课题，科技部“973”项目、“863”项目，国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金、国家自然科学基金创新团队和国际合作项目。

特别是具有相关“973”项目顺利实施的丰富经验。

承担和参加本项目的研究单位都属于国内一流的科研院校，有很强的综合科研实力。

并且，大部分科研骨干都依托于国家级和省部级重点实验室，为本课题的开展提供了良好的工作环境和条件。

本课题依托、承担和参加研究单位装备了开展分子生物学、细胞生物学、免疫学、电生理、形态学和行为学方面研究的仪器设备，建立了成熟的实验方法，包括免疫电镜技术、活细胞成像技术、原子力显微镜术、光镊术、单分子生物光子学术、以及蛋白质肽谱分析、转基因动物制备和基因敲除技术等。

这些条件都确保了本项目在仪器设备和技术方法的常规需求。

四、年度计划

2010年度：

为项目开始的第一年。

项目主要由各课题组按课题的年度计划进行。

并适时开展课题间的交流。

项目第一年的主要目标是每个课题围绕研究主题全面开展探索性研究。

2011年度：

以课题研究计划为主，加强项目内各课题间的交流。

年底开展项目中期交流活动，全面了解各个课题的研究状况。

根据课题的研究进展与发现，进一步凝练研究内容。

2012年度：

按课题研究计划进行，同时，根据前两年的研究进展与取得的研究成果，注重课题间的相互联系与交流，逐步形成项目重点研究内容与方向。

2013年度：

加强课题间的联合研究工作，在课题研究的基础上，注重重点研究内容和方向。

2014年度：

课题间研究内容的进一步联系，在课题研究组的基础上形成项目研究的课题交叉团队与梯队。

整合课题的研究目标与项目的研究目标。

具体计划如下：

年度

研究内容

预期目标

第

一

年

1.运用酵母双杂交、分离内源复合物、规模性RNAi功能筛选、规模化蛋白质定性/定量/修饰分析等技术手段，以寻找新的蛋白质相互作用关系为着重点，研究参与Wnt、Hh、Hpo信号转导通路的新分子，并揭示已知的信号转导分子参与其它信号通路的新功能。

2.利用蛋白质组技术，高通量地研究cilia相关蛋白质以及相互作用蛋白；通过细胞转化模型研究cilia生长调控与细胞成瘤性的关系。

研究纤毛与基体在IRS-1以及Gli家族分子在信号转导中的作用，及纤毛在脂肪干细胞增殖与分化中的调控作用。

研究细胞外基质对细胞增殖、凋亡的调控作用，以及细胞外基质对细胞骨架重构的调控作用。

利用条件性激活或敲除的转基因小鼠方法建立肺癌转移的小鼠模型，研究细胞骨架在癌细胞增殖与迁移中的作用。

3.研究有丝分裂重要马达驱动蛋白CENP-E单分子在纳米尺度的行为及其在体外染色体运动及反平行微管延伸中的功能；研究有丝分裂激酶BubR1对动点蛋白质群动态组装的相互作用网络及调控的分子机制；研究有丝分裂蛋白激酶活性在实时细胞活动中的时空动力学特征。

4.建立8xHis－ubiquitin/SUMO稳定转染的HelaS3细胞，进行泛素与类泛素修饰靶蛋白的分离纯化，并进行修饰蛋白的鉴定；比较CDK11家族激酶高表达和低表达的细胞中不同蛋白磷酸化水平的差异，鉴定CDK11家族激酶可能的磷酸化靶蛋白谱。

针对SENP、Nrdp1等几种蛋白修饰酶建立计算机虚拟筛选，体外活性和细胞模型高通量筛选体系。

1.已有的酵母双杂交、分离内源复合物、规模性RNAi功能筛选、规模化蛋白质定性/定量/修饰分析等技术手段的进一步优化与完善；参与Wnt、Hh、Hpo信号转导通路的若干新分子的找寻及已知分子新功能的发现。

2.建立并完善细胞与基质相互作用的三维培养系统，发现细胞外基质对细胞增殖、凋亡的调控作用，以及细胞外基质对细胞骨架重构的调控作用；建立条件性激活或敲除的肺癌转移的小鼠模型。

3.阐明有丝分裂重要马达驱动蛋白CENP-E在体外染色体运动及反平行微管延伸中的功能；及动点有丝分裂激酶PLK1的时空动力学规律。

4.建立蛋白质修饰组学研究平台；建立8xHis－ubiquitin/SUMO和CDK11家族激酶的磷酸化靶蛋白谱的研究系统，并开始鉴定修饰蛋白质；初步建立活性化合物的计算机虚拟筛选，体外活性和细胞模型高通量筛选体系。

第

二

年

1.扩大对新功能分子和新作用机制的寻找和确定，进一步完善对Wnt、Hh信号转导通路的认识；以Wnt、Hh、Hpo信号转导通路中的某些关键成员为靶点，开展成形素诱导的Wnt、Hh、Hpo信号转导通路中蛋白质功能性复合物组成以及蛋白质修饰动态等变化分析。

2.进一步鉴定与验证cilia相关蛋白质，开展蛋白质群各成员之间的相互作用和动态关系分析，研究cilia相关蛋白质的调控对细胞增殖的作用；通过模拟细胞转化的不同阶段，研究cilia在这过程中的调控。

进一步研究细胞内信号分子与纤毛相互作用的分子机制，及相互作用在信号转导调控中的作用。

研究纤毛表面细胞膜、细胞膜内受体及纤毛结构在受体信号转导中的调控作用。

研究脂肪干细胞增殖与分化中纤毛参与调控的相关信号。

深入研究细胞外基质信号促进细胞增殖并抑制细胞凋亡的信号转导网络，利用显性失活和组成型激活信号分子突变体寻找三维细胞培养体系中与细胞增殖、细胞凋亡相关的关键信号分子。

收集不同病理阶段的小鼠肺癌样本进行基因芯片的分析，以寻找和鉴定在肿瘤转移不同阶段表达量发生变化的细胞骨架相关蛋白。

3.评估有丝分裂重要马达驱动蛋白KIF4的分子行为；研究有丝分裂激酶AuroraB对动点蛋白质群动态组装的相互作用网络及调控的分子机制；利用纳米光镊技术平台评估CENP-E马达蛋白在体外运动的承载力与步幅相关性研究；利用生物光子学技术，研究有丝分裂蛋白激酶活性在实时细胞活动中的时空动力学特征。

4.鉴定细胞S和M期中泛素与类泛素修饰靶蛋白和CDK11家族激酶的磷酸化靶蛋白。

合成或购买筛选出的化合物，并进行其生物活性的研究。

1．研究相关成形素信号通路中若干新分子在不同系统中的功能及作用机制。

完善以TAP技术、TiO2柱、阴阳MDLC、多反应监测MRM等为代表的新兴技术方法。

描绘出3～5种关键成员分子在成形素诱导前后内源蛋白质复合物组成或修饰的动态变化图。

2．阐明cilia相关蛋白在细胞增值中的调控作用，阐明纤毛表面细胞膜、细胞膜内受体及纤毛结构在脂肪干细胞增殖与分化中的调控作用。

进一步完善细胞外基质信号促进细胞增殖并抑制细胞凋亡的信号转导网络。

寻找并努力发现肿瘤转移不同阶段表达量发生变化的细胞骨架相关蛋白。

3．阐明有丝分裂激酶AuroraB对动点蛋白质群动态组装的相互作用网络及调控的分子机制；阐明动点有丝分裂激酶MPS1的时空动力学规律。

4．完成细胞S和M期中泛素与类泛素修饰靶蛋白谱和CDK11家族激酶的磷酸化靶蛋白谱的建立。

获得针对2个蛋白修饰酶的候选活性化合物，每种酶至少3个以上，并完成其生物活性的分析。

第

三

年

1.多种规模化研究策略，绘制和完善各条信号通路的蛋白质相互作用、蛋白质修饰等关系图，深入认识信号通路间的交互作用在细胞信号转导的网络系统中的作用机制。

从分子、细胞和整体动物多个层次着手，应用哺乳动物细胞、果蝇、斑马鱼等模型，力求从遗传学、生物化学、细胞生物学及分子生物学等不同角度出发，回答细胞生长、发育调控相关的基本问题，揭示成形素诱导的信号转导通路与细胞生长增殖调控等一系列重要生命活动的内在关系。

2.研究cilia相关蛋白质在细胞增殖调控中的作用机制，以及在cilia调控细胞信号转导中的作用机制。

进一步研究cilia蛋白质的相互作用以及调控。

探索cilia与细胞增殖、细胞分化、细胞转化的作用机制。

深入研究细胞外基质诱导细胞骨架重排的分子机制；探讨细胞骨架重排相关信号分子在促进细胞增殖并抑制细胞凋亡中的作用及其分子机制。

3.研究有丝分裂激酶MPS1对动点蛋白质群动态组装的相互作用网络及调控的分子机制；利用生物光子学技术，研究有丝分裂蛋白激酶活性在实时细胞活动中的时空动力学特征；利用生物光子学技术，研究有丝分裂乙酰转移酶活性在实时细胞活动中的时空动力学特征。

4.选择几种重要的参与S和M期调控的泛素与类泛素修饰的靶蛋白质进行分析，主要确定泛素与类泛素的修饰对细胞周期的调控作用及作用机制。

选择一些可能与细胞周期相关的CDK11家族激酶磷酸化的靶蛋白，进一步研究其体内的磷酸化修饰作用，并通过生物信息学预测结合点突变确定其磷酸化修饰的位点。

通过定点突变和稳转细胞系的建立，进一步分析这些磷酸化修饰的生物学功能，特别是在细胞周期中的作用。

对上一年获得的活性化合物进一步进行构效关系研究，并根据构效关系的信息，设计新衍生物。

并利用大分子－小分子相互作用平台及共结晶技术分析化合物与靶酶之间的作用关系。

1．建立和完善蛋白质群的磷酸化、乙酰化、甲基化、泛素化等系统性翻译后修饰的规模定性和精确定量的研究系统；丰富并完善若干关键成员分子在成形素诱导前后内源蛋白质复合物组成或修饰的动态变化图谱；从不同模型系统入手，进一步揭示成形素信号通路中发现的新分子、新修饰在细胞生长增殖发育过程中的生物学功能及其作用机制。

2．进一步阐明cilia蛋白质的相互作用以及调控机制，阐明细胞骨架在肿瘤增殖与转移中的功能机制。

3．阐明有丝分裂激酶MPS1对动点蛋白质群动态组装的相互作用网络及调控的分子机制；阐明动点有丝分裂激酶BubR1的时空动力学规律；阐明乙酰转移酶如TIP60在有丝分裂过程中的时空动力学规律。

4．了解泛素与类泛素的修饰对细胞周期的调控作用以及作用机制。

明确CDK11激酶的靶蛋白分子及这些靶蛋白细胞周期中的作用及机制。

新获得4个以上小分子活性化合物。

并阐明活性小分子与靶酶的作用机制。

第

四

年

1.开展成形素诱导的Wnt、Hh、Hpo信号转导通路间的交叉研究，研究它们之间交互作用的关键信号转导分子及相关网络调控机制。

进一步结合Integrin信号转导通路的研究，了解成形素诱导的信号转导通路与其它的信号转导通路的相互关系，及它们对细胞生长、增殖的调控机制，丰富对成形素诱导的信号转导网络的认识。

2.进一步对参与cilia生长调控，以及参与cilia对细胞增殖与分化的蛋白质的功能研究。

结合临床样本、细胞实验、小鼠动物实验对cilia以及细胞骨架在细胞转化、癌细胞增殖以及迁移中的功能。

在阐明功能的基础上，利用体外细胞体系和体内动物模型进行一系列的调控研究，寻找在肿瘤转移过程中参与细胞骨架调控的重要分子，并探讨其调控细胞骨架的分子机理。

以三维细胞培养体系中细胞增殖、细胞凋亡及细胞骨架重排相关的重要生长因子，探讨细胞外基质信号与生长因子信号形成的胞内信号转导网络；深入研究细胞外基质与生长因子在细胞增殖及细胞骨架重排中的协同作用机制。

3.研究有丝分裂激酶NEK2A对动点蛋白质群动态组装的相互作用网络及调控的分子机制；利用生物光子学技术，研究有丝分裂蛋白激酶活性在实时细胞活动中的时空动力学特征；描绘参与细胞有丝分裂染色体运动信号转导的蛋白质群交互机制及时空动力学特征。

4.鉴定参与上述几种泛素与类泛素修饰的靶蛋白的E3连接酶和去修饰的蛋白酶。

并以这些修饰酶为对象，筛选并确定它们在S和M期的靶蛋白谱。

研究调控CDK11激酶活性的细胞信号通路，并进一步探讨其调控细胞周期的分子机制和这些信号通路在生理及病理过程中的作用。

利用模式生物研究筛选出的活性小分子化合物的药理效应。

1.构建成形素信号转导通路间的相互调控网络；研究成形素诱导的信号转导通路与其它的信号转导通路的相互“对话”关系。

2.进一步明确参与cilia生长调控，以及参与cilia对细胞增殖与分化的蛋白质的相互作用机制。

努力发现在肿瘤转移过程中参与细胞骨架调控的重要分子，并阐明其功能。

进一步明晰细胞外基质信号与生长因子信号形成的胞内信号转导网络。

3.阐明有丝分裂激酶NEK2A对动点蛋白质群动态组装的相互作用网络及调控的分子机制；阐明动点有丝分裂激酶NEK2的时空动力学规律。

4.鉴定几种参与细胞周期泛素与类泛素修饰的重要的E3连接酶和去修饰的蛋白酶和它们的蛋白谱。

了解CDK11参与的信号转导通路及意义。

获得具有高选择性、低毒性的理想活性化合物并明确其可能的药理效应。

第

五

年

1．继续开展成形素诱导的Wnt、Hh、Hpo信号转导通路间的交叉研究，研究它们之间交互作用的关键信号转导分子及相关网络调控机制。

2．结合正常增殖细胞、转化细胞、癌细胞中的骨架调控、cilia调控的机制，研究外界因素和基质通过细胞骨架调控细胞增殖的机制。

进一步研究细胞骨架相关蛋白质群的功能，以及调控细胞增殖的重要骨架蛋白质的功能。

在细胞和动物水平上研究细胞外基质等因素通过调控细胞骨架在乳腺癌、肺癌等癌细胞的增殖、凋亡和转移中的作用机制。

结合正常细胞的研究结果，与肿瘤细胞的研究结果，研究细胞骨架在细胞正常增殖和异常增殖中的调控作用。

3．描绘纳米尺度动点组装的动态过程及其与微管的相互作用时空效应机制；研究动点组装的动力学调节规律及其异常导致基因组不稳定性的机制；研究上述信号通路对动点组装可塑性及动力学特征调控的分子机制；探讨动点组装可塑性及动力学特征改变在肿瘤发生与发展过程中的作用机制。

4．运用细胞及模式动物技术研究上述蛋白质修饰酶对靶蛋白功能和细胞周期的调节作用和机制，以及鉴定信号转导通路对这些蛋白质修饰酶类的调控，以此为基础构建以蛋白质修饰酶类为中心和修饰靶蛋白的信号调控网络。

结合生物作用机制和药理研究结果，进一步优化化合物的结构，提高其成药性，为进一步发现有临床应用价值的先导化合物奠定基础。

1．进一步完善并整合相关成形素信号转导与调控的分子网络，揭示重要蛋白质群交互作用机制和时空特征及其动力学特征改变在肿瘤发生与发展过程中的作用机制；进一步阐明新发现的功能基因/调节分子及相关蛋白质功能群的动态相互作用和动态修饰在细胞生长增殖等重要生命活动中的功能与作用。

2．进一步明晰细胞骨架相关蛋白质群的功能，以及调控细胞增殖的重要骨架蛋白质的功能；阐述细胞外基质等因素通过调控细胞骨架在乳腺癌、肺癌等癌细胞的增殖、凋亡和转移中的作用机制。

3．阐明动点组装的动力学调节规律及其异常导致基因组不稳定性的机制；阐明上述信号通路对动点组装可塑性及动力学特征调控的分子机制；揭示动点组装可塑性及动力学特征改变在肿瘤发生与发展过程中的作用机制。

4．了解参与细胞周期泛素与类泛素修饰的重要的E3连接酶和去修饰的蛋白酶的生物学功能以及信号转导途径。

得到4种有临床应用价值的先导化合物。