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文檔簡介
1、第一周老師自帶的文獻第2周植物在細胞質(zhì)中產(chǎn)生輔酶A (COA),但在線粒體,葉綠體和過氧化物酶體中使用它作為反應。這意味著這些細胞器有輔酶A轉(zhuǎn)運載體。植物過氧化物酶體的輔酶A轉(zhuǎn)運蛋白是已知的,但植物線粒體和葉綠體的輔酶A轉(zhuǎn)運蛋白則還不了解。線粒體輔酶A轉(zhuǎn)運蛋白屬于線粒體轉(zhuǎn)運載體家庭,而且已經(jīng)在酵母(釀酒酵母; LEU- 5P )和哺乳動物( SLC25A42 )中得到確定。比較基因組分析表明,被子植物有兩種截然不同的輔酶A轉(zhuǎn)運蛋白同源基因,而不開花植物僅有一個基因。使用玉米的同系物(玉米; GRMZM2G161299和GRMZM2G420119,基因名 )和擬南芥(擬南芥; At1g14560
2、和At4g26180 ,基因名)(載體蛋白),都補充了線粒體輔酶A載體突變體亮氨酸5生長缺陷型酵母的生長缺陷并基本恢復其線粒體內(nèi)輔酶A水平,證實這些蛋白有輔酶運輸活動。使用純化豌豆(豌豆拉丁名)的線粒體和葉綠體進行雙輸入法實驗,在煙草的瞬時表達體系中用明亮的黃色熒光蛋白標定線粒體,用綠色熒光蛋白標定載體蛋白,進行亞細胞定位,結果表明,玉米和擬南芥的載體蛋白均靶向至線粒體(共定位)。這與輔酶A無處不在的重要特性相符合,玉米和擬南芥的線粒體輔酶A轉(zhuǎn)運蛋白基因在整株植株中都維持相似的表達水平。這些數(shù)據(jù)表明,無論是單子葉植物還是雙子葉植物都具一對定位于線粒體的線粒體載體家族,用以載運輔酶A。這些轉(zhuǎn)運蛋
3、白高度保守的特性,使得他們能夠在其他被子植物基因組中可靠表達。 CoA(輔酶A)是許多初級和次級代謝反應的酰基載體,在酶數(shù)據(jù)庫近4900種酶類里,有8%是CoA依賴的酶。CoA在脂類代謝、呼吸作用、糖異生以及其他一些途徑中有重要作用。CoA存在于所有生命體中。然而,盡管所有的生物都可以通過泛酸鹽合成CoA,但只有原核生物、植物和真菌可以合成泛酸鹽,動物只能從飲食中獲得泛酸鹽。在植物體中,將泛酸鹽轉(zhuǎn)化為CoA的步驟基本可以確定是在胞質(zhì)中進行的。然而,CoA需要在線粒體中參與檸檬酸循環(huán),在葉綠體中參與脂肪酸合成,在過氧化物酶體中參與氧化。因此,CoA必須從胞質(zhì)中被運輸?shù)竭@些細胞器中,而且,之前的工
4、作證實了在土豆線粒體內(nèi)的一種CoA轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。酵母和哺乳動物線粒體、過氧化物酶體同樣轉(zhuǎn)運CoA因為他們(線粒體、過氧化物酶體)不能自己合成。胞質(zhì)和胞器中的CoA池維持著相互分離的狀態(tài),這種CoA的區(qū)室化在所有的真核生物中都是被嚴格調(diào)控的,而CoA池的水平可以通過一些依賴CoA的反應來調(diào)轉(zhuǎn)流動。現(xiàn)在已經(jīng)知道酵母和人體中的線粒體CoA轉(zhuǎn)運子屬于線粒體載體家族(MCF)。此外,人類和擬南芥中的過氧化物酶體CoA載體也被發(fā)現(xiàn)了。然而,現(xiàn)在還沒有在植物體的線粒體和葉綠體中發(fā)現(xiàn)有運載CoA的轉(zhuǎn)運子。在本項研究中,首先通過比較基因組學分析在擬南芥和玉米中找到了酵母、哺乳動物線粒體CoA轉(zhuǎn)運子的同源基因,并把它
5、作為尚待研究的植物線粒體、葉綠體CoA轉(zhuǎn)運子候選基因。之后的實驗證據(jù)證明了這些轉(zhuǎn)運CoA的候選蛋白在酵母中表達時,無論在體外實驗還是植物內(nèi)都能定向轉(zhuǎn)運CoA到線粒體,而且它們在植物體內(nèi)始終表達。第3周第一組摘要:新合成的多肽要進行折疊和組裝,才能行程成熟的蛋白質(zhì)分子,這期間需要伴侶的協(xié)助。由多肽形成成熟蛋白的過程中,往往需要多輪折疊,每一輪都會使用到不同的伴侶分子。不正確折疊的分子必須退出折疊周期,從而被降解。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,如果延長循環(huán)底物的周期,那么蛋白質(zhì)折疊將受到有害的影響,因為它耗費伴侶分子和能源資源,并且增加有毒的活性氧物質(zhì)。在芽殖酵母中,未折疊蛋白O-甘露糖可以通過PMT1 / PMT
6、2復合物終止錯誤折疊的多肽循環(huán)。O-甘露糖可以終止目標分子的折疊,通過減少多肽鏈與Kar2的結合,使錯誤折疊的多肽脫離折疊周期。通過體外蛋白質(zhì)復性的方法,實驗人員發(fā)現(xiàn),改變O-甘露糖化蛋白的殘基就會使其終止錯誤折疊的能力喪失。由此可以得出,蛋白質(zhì)折疊的終止涉及到共價糖基化的事件。新生多肽從核糖體轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中,要通過擁擠的大分子物質(zhì)環(huán)境,各種大分子都會對多肽折疊過程產(chǎn)生干擾。為了優(yōu)化折疊過程,伴侶分子通過周期性的結合和釋放,來減少環(huán)境中大分子對多肽折疊的不利的作用。經(jīng)過多次折疊嘗試,還是無法完成正確折疊的多肽,會在蛋白質(zhì)質(zhì)量控制途徑的幫助下,退出折疊循環(huán),然后被降解。多肽折疊的終止機制是合成代
7、謝途徑轉(zhuǎn)變成分解代謝的關鍵點。錯誤的蛋白質(zhì)折疊循環(huán)消耗有限的伴侶和能量資源,但目前尚不清楚為什么會產(chǎn)生這種沒有效果的折疊嘗試。在分泌途徑中,蛋白質(zhì)的合成和質(zhì)量控制功能位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)上。錯誤折疊的蛋白可以通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關的降解途徑去除,這個過程稱為蛋白質(zhì)質(zhì)量控制。有很多功能缺失的蛋白被當做模型來研究內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關的降解途徑。為了解釋蛋白質(zhì)質(zhì)量控制的前期事件,我們需要一種能夠折疊但是在蛋白質(zhì)質(zhì)量控制條件下無法正常成熟的蛋白。這種蛋白質(zhì)分子要能夠模仿無用的折疊周期和蛋白質(zhì)終止機制。折疊能力提供了一種直接的方法來確定干擾反應是否真的會影響終止機制。由于蛋白質(zhì)合成的過程與蛋白質(zhì)質(zhì)量控制途徑相協(xié)調(diào),所以適用
8、的實驗材料必須在體外合成。這種觀點,我們認為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)靶向綠色熒光蛋白(er-gfp)可以作為作為候選材料(圖S1)。綠色熒光蛋白在哺乳動物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的折疊程度很低。一個類似的折疊缺陷在酵母 sec63-1突變體表達ER-GFP時被發(fā)現(xiàn)。在轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)的過程中,ER-GFP強烈的發(fā)射熒光,比野生型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的弱熒光信號要強烈的多。盡管熒光信號可以作為GFP折疊的只是信號,我們還是用了兩種額外的檢測方法。er-gfp錯誤折疊的產(chǎn)品二硫鍵連接的低聚物,容易形成2gfp變種。 ER-GFP表現(xiàn)出的顯著地蛋白酶敏感與2gfp變種的特征相似,它們的結構紊亂具有一致性。第二組深入分析絲盤蟲蛋白質(zhì)組揭示后生多細胞動
9、物的起源摘要絲盤蟲,作為目前已知幾乎是最簡單的生物,其基因組揭示了大量轉(zhuǎn)錄因子和信號通路相關的基因的存在。盡管這些基因使得人們猜測絲盤蟲體內(nèi)存在復雜調(diào)控事件,但實際上這些基因沒有通過翻譯后修飾以獲得真正的表達和功能。利用高分辨質(zhì)譜技術,對6516個預測蛋白進行半定量后,我們發(fā)現(xiàn)了其中存在基因水平轉(zhuǎn)移的證據(jù),并在蛋白水平上驗證了動物信號通路中存在重要的節(jié)點蛋白。此外,實驗結果發(fā)現(xiàn)有明顯高水平的酪氨酸磷酸化,這與多細胞動物中酪氨酸調(diào)控信號爆發(fā)的假說相一致。總之,絲盤蟲蛋白質(zhì)組學數(shù)據(jù)為多細胞后生動物的出現(xiàn)機制提供了新視野,也為相關的研究人員提供資料。最近,包括海綿、櫛水母、刺細胞和絲盤蟲等位于后生動
10、物系統(tǒng)發(fā)育樹底部的動物的基因組被相繼測序。絲盤蟲的基因組最小,也被認為是從刺細胞到對稱動物的進化歷程中,甚至是全部后生動物的先祖基因的現(xiàn)存替代品。絲盤蟲是形態(tài)學上最小的動物,沒有體軸、基膜和細胞外基質(zhì),只有五種體細胞。絲盤蟲在熱帶和亞熱帶的海水中生存,形態(tài)上像是直徑2-3毫米的扁平圓盤,兩層上皮細胞中間有疏松的纖維細胞。絲盤蟲在體外通過分裂和出芽生殖。盡管體外的芽沒有發(fā)育出超過64-128個細胞的胚胎,但兩性生殖的方式仍然在DNA中留下了痕跡。絲盤蟲的基因組包括11500個基因,有趣的是,基因組中包括了復雜得多的對稱動物中的重要基因的特征,比如發(fā)育信號通路,神經(jīng)內(nèi)分泌和細胞外基質(zhì)蛋白。然而現(xiàn)有
11、的基因組數(shù)據(jù)不能告訴我們哪些基因表達了、表達到什么水平、是否通過翻譯后修飾而產(chǎn)生了功能。通過高分辨率質(zhì)譜,我們首次監(jiān)控了有哪些基因翻譯并表達。此外,由于蛋白質(zhì)的功能很大程度上取決于翻譯后修飾并且只能通過蛋白水平來研究,我們深入研究了一些重要的翻譯后修飾如磷酸化、甲基化的細節(jié)。總的來說,我們在這篇文章中展示了對絲盤蟲最古老的多細胞生物之一的蛋白質(zhì)組的研究,為多細胞后生動物的出現(xiàn)機制提供了新視野。第4周第一組背景:先天性心臟病的外科修復結果與心肌的損傷程度有關,在本研究中,我們確定的線粒體DNA損耗是一個敏感的右心室的標志(RV)損傷和是否受損的線粒體DNA(DNA)復制導致的補償性心肌肥大到心衰
12、的過渡。方法和結果:右心室的樣本是從31個做過心臟手術的病人獲得的,還有5個沒有心臟病的樣本(對照),病人根據(jù)心超,導管插入和核磁共振分析被分為代償性心肌肥大和心衰組。線粒體酶的活性(檸檬酸合酶和琥珀酸脫氫酶)在心衰的時候下調(diào)40%,在心肌肥大的時候沒有變化。相反,線粒體DNA的含量是下降的在心肌肥大到心衰的過程,但是,線粒體編碼的基因的表達在心肌肥大中通過提高轉(zhuǎn)錄活性而沒有變化,心衰的確有變化。線粒體DNA的含量的減少能夠 減少心肌肥大和心衰時候的線粒體的復制,并且各自通過PGC1這個通路調(diào)節(jié),另外,線粒體DNA的復制叉的蛋白也會減少。在心肌肥大中線粒體DNA的含量減少和線粒體的超微結構的病
13、理性的變化有關。結論:在心肌肥大向心衰過度的時候,受損傷的線粒體DNA的復制能夠引起先天性心臟病人右心室的DNA數(shù)量的減少。在病人群中DNA內(nèi)含量的下降可能是線粒體損傷的敏感標記。四聯(lián)癥患者,肺動脈閉鎖,動脈干,左心發(fā)育不良綜合征和其他先天性心臟缺陷的病人,經(jīng)常有長期的右心室(RV)容量或壓力的影響。 右心室適應機制來彌補超負荷會導致肥大最終心力衰竭,最大的臨床狀態(tài),就是右心室擴張程度,和功能障礙的時候表示手術后外科干預導致了不同的代償?shù)慕Y果。對于手術的修復有些人有良好的反應,但是仍舊有些病人沒有。臨床研究表明在肺動脈瓣插入能夠消除血液動力學超負荷,但是患者的并沒有一定規(guī)范化。因此,它是至關重
14、要的干預那些病人之前不可逆轉(zhuǎn)的右心室心肌損害。以及需要時間去理解由于壓力引起的心肌損傷的分子機制。第二組通過己糖胺的生物合成途徑的葡萄糖流通導致細胞質(zhì)的翻譯后修飾和通過N-乙酰葡萄糖胺調(diào)節(jié)細胞核蛋白。此串聯(lián)系統(tǒng)充當營養(yǎng)傳感器耦合全身代謝狀態(tài)的信號轉(zhuǎn)導,轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)降解的細胞調(diào)節(jié)。在這里,我們將展示該O型葡萄糖轉(zhuǎn)移酶(OGT)包含的先前未知類型的磷酸肌醇結合結構域。在誘導胰島素后,磷脂酰肌醇3,4,5 - 三磷酸肌醇從細胞核到質(zhì)膜聚集OGT,在那里酶通過O-GlcNAc動態(tài)調(diào)節(jié)胰島素信號轉(zhuǎn)導通路。這將導致關鍵信號分子的磷酸化和胰島素信號轉(zhuǎn)導的衰減的改變。肝 OGT的過表達會削弱胰島素應答基因的表
15、達,并導致胰島素抵抗和血脂異常。這些調(diào)查結果通過N-乙酰葡萄糖胺調(diào)節(jié)的胰島素信號確定了一個分子機制,并且強調(diào)這個調(diào)節(jié)機理對胰島素抵抗和2型糖尿病的病因?qū)W的貢獻。糖尿病嚴重危害人類的健康。過剩的營養(yǎng)和久坐的生活習慣使糖尿病越發(fā)猖狂。由體內(nèi)血糖穩(wěn)態(tài)被破壞引起的2型糖尿病,這種血糖穩(wěn)態(tài)的破壞主要原因是外圍的胰島素活動的下降和伴隨的胰島素含量相對不足。但是,是哪個過剩的營養(yǎng)物產(chǎn)生了外周胰島素抵抗的機制至今不明。PI(3,4,5)P3 是胰島素信號的中心傳遞者。和胰島素結合時,胰島素受體會催化胰島素受體底物蛋白的酪氨酸磷酸化,這會導致PI(3)K的被激活和數(shù)量上升。PI(3)K的脂質(zhì)產(chǎn)物PI(3,4,5
16、)P3 將一群有著普列克底物蛋白同源物(PH)結構域的信號蛋白引至膜上,例如PDK1和AKT,在膜上PDK1會使AKT的蘇氨酸磷酸化,激活AKT。這些激酶共同作用開啟了轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后的一些復雜調(diào)控促進了糖類、脂類和蛋白的合成和儲存,抑制了它們的降解并釋放到血液循環(huán)中去的過程。因為持續(xù)的胰島素作用不利于體內(nèi)穩(wěn)態(tài),數(shù)個反饋機制出現(xiàn)了以減弱這一信號。酪氨酸磷酸酶和磷脂肌醇磷酸酶對幾個明確的胰島素信號通路的位點發(fā)揮了抑制的作用。由絲氨酸/蘇氨酸激酶引起的IRS的磷酸化是一種對胰島素信號和它與其他信號串話的負反饋機制。這是相對的,因為異常的IRS絲氨酸磷酸化和胰島素抵抗是密切聯(lián)系的。葡萄糖通過已糖胺合成途
17、徑流出導致細胞質(zhì)和細胞核的蛋白翻譯后的O-連接的-N-(O-GlcNAc)修飾。轉(zhuǎn)移酶催化了O-GlcNAc與蛋白結合,而O-GlcNAcase使其移除。這個動態(tài)和可逆的修飾是很多細胞過程的重要調(diào)節(jié)器,例如信號轉(zhuǎn)導、轉(zhuǎn)錄和蛋白酶體的降解。蛋白乙酰葡糖胺修飾的破壞和很多疾病有關,如糖尿病、神經(jīng)退行性變和癌癥。已糖胺合成途徑的最后一個產(chǎn)物UDP-GlcNAc貢獻了這一修飾中的GlcNAc部分。UDP-GlcNAc的水平隨著葡萄糖、未酯化的脂肪酸、尿苷和谷氨酰胺的可用性。因此O-GlcNAc可能類似一個營養(yǎng)物受體。我們之前的研究確認了細胞核的O-GlcNAc是對類固醇激素信號的轉(zhuǎn)錄的負調(diào)節(jié)器。為了得
18、知細胞質(zhì)的O-GlcNAc是如何聯(lián)合系統(tǒng)代謝狀態(tài)對信號轉(zhuǎn)導進行管理,我們探索了O-GlcNAc調(diào)整胰島素信號對葡萄糖量的反應中的一個分子,進而理解這個營養(yǎng)受體對胰島素抵抗的貢獻。第5周摘要:NG2屬于硫酸軟骨素蛋白聚糖(CSPG)家族,CSPG會在脊髓損傷后上調(diào),是限制神經(jīng)纖維再生的主要因子,關于用抗NG2的單克隆抗體NG2-Ab來中和NG2對軸突的影響已有報道。此外,最近的研究表明外源的NG2可導致軸突信息傳導障礙。在本次研究中證實,急性脊柱內(nèi)注射NG2-Ab可阻止NG2的這種阻滯作用。慢性脊髓鞘內(nèi)注入NG2-Ab可以改善以下由慢性胸正中側面半切損傷引起的缺陷:(1)突觸至腰椎運動神經(jīng)元的信
19、息傳導;(2)由熒光金追蹤的L5至L1段的反向運輸;(3)由自動CatWalk gait分析的運動性能。本研究試圖弄清NG2-Ab能改善在脊髓半切損傷后突觸的信息傳播障礙的細胞及分子機制。數(shù)據(jù)表明:(1)長期的NG2-Ab輸注改善了小鼠突觸的興奮性和信息傳導功能;(2)NG2-Ab的處理增加了脊髓腹側段L1-L5含血清素軸突的密度(這句很別扭);(3)NG2-Ab陽性處理的過程可聯(lián)系神經(jīng)節(jié)點中郎飛氏結在Na+通道上的位置(這句誠不會翻譯),而Na+通道對軸突動作電位的傳播又是至關重要的。綜上所述,這些結果揭示NG2-Ab的處理能一定程度上改善脊髓損傷后突觸的結構再造,且促進了脊髓半切損傷后運動
20、性能的恢復。這種NG2與其抗體的中和反應可能是促進脊髓損傷后軸突信息傳導的一種好方法。NG2是結構上獨立的跨膜的硫酸軟骨素蛋白聚糖(CSPG)。在損傷后,包括NG2在內(nèi)的CSPGs的水平在膠質(zhì)瘢痕、損傷神經(jīng)元附近、中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的突出部分的附近時增高的。這種不正常的CSPGs累積被認為是在脊椎損傷后限制軸突生長的重要抑制因素。 細菌酶軟骨素-ABC(Ch-ABC)作用下的CSPGs的消失增強了受損中樞神經(jīng)系統(tǒng)中軸突的發(fā)芽和再生。我們最近發(fā)現(xiàn)CSPG一個新功能-軸突傳導的調(diào)節(jié)因子。在橫向半切術(HX)后,在慢性損傷中從無損傷的軸突對側到HX損傷部位的傳遞受到了嚴重的損傷。這些生理缺陷的萌生與受到
21、HX損傷周圍組織最高CSPG水平的時間一致并且用CH-ABC治療可通過幸存的中I圖促進HX損傷大鼠軸突傳導。因為CH-ABC可以去除CSPG眾多種類的糖胺聚糖鏈,這些特殊的參與到調(diào)節(jié)神經(jīng)傳遞的CSPG的一致性還不清楚。在我們的研究中,在損傷的脊柱中特殊的CSPG和軸突傳導阻礙有關系,我們發(fā)現(xiàn)在脊柱內(nèi)注射NG2可以誘導非常嚴重的軸突傳導阻礙,但是蛋白聚糖或神經(jīng)蛋白聚糖類似的脊柱內(nèi)注射沒有這種影響。最近,單克隆抗體已經(jīng)開發(fā)出,能特異性中和NG2蛋白聚糖的抑制特性。這些抗體的應用阻止了NG2誘導體外軸突生長和誘導塊軸索再生為神經(jīng)膠質(zhì)的非允許環(huán)境。在這里,我們研究在椎管內(nèi)注射抗NG2單克隆抗體是否會阻
22、止由NG2注射帶來的軸突傳導的堵塞。我們還想知道,通過用滲透壓微泵慢性注射NG2-Ab是否可以提高慢性HX損傷后的軸突傳導、解剖可塑性、和運動功能。這些結果有部分已經(jīng)通過摘要的形式呈現(xiàn)了。第6周第一組Thyroid hormone metabolism and environmentalchemical exposure(甲狀腺素代謝以及環(huán)境中有毒化學物質(zhì)的研究)背景:二噁英(PCDD/Fs)和多氯聯(lián)苯(PCBs)都是環(huán)境中的有毒物質(zhì),研究證實這兩種物質(zhì)可對人類和動物的甲狀腺素代謝產(chǎn)生影響。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)同樣對甲狀腺激素代謝產(chǎn)生負作用。在歐盟,盡管低劑量的溴化防火劑已
23、禁止使用,然而高濃度的十溴二苯醚(DBDE)和溴化防火劑六溴環(huán)十二烷(HBCD)任在使用當中。他們均能對甲狀腺激素代謝產(chǎn)生負作用。其余仍在使用當中的溴化防火劑是一種名叫四溴雙酚A(TBBPA)的化學物質(zhì),該物質(zhì)同樣具有干擾甲狀腺激素代謝的作用。本文不僅研究溴化防火劑、二噁英(PCDD/Fs)和多氯聯(lián)苯(PCBs)對荷蘭青少年體內(nèi)甲狀腺激素代謝的影響,同時還確定這些有毒物質(zhì)是否會損害人體健康。從1987年到1991年階段間,我們主要研究一群孕婦在妊娠期時有毒物質(zhì)和胎兒畸形之間是否存在相關性。研究發(fā)現(xiàn)二噁英(PCDD/Fs)存在于整個妊娠期,這表明該物質(zhì)參與甲狀腺素(T4)和促甲狀腺素(TSH)的
24、分泌調(diào)節(jié)。我們在2歲大兒童以及8到12歲小孩中做了同樣血清中甲狀腺素(T4)和促甲狀腺素(TSH)檢測試驗,而青少年在甲狀腺代謝檢測試驗中具有額外的影響因素。因此,我們主要檢測青少年血清中甲狀腺素(T4)、促甲狀腺素(TSH)、三碘甲狀腺原氨酸(T3)以及游離甲狀腺素(FT4)和甲狀腺結合球蛋白(TBG)的濃度。方法:靜脈穿刺(Vena puncture)技術主要應用于樣本中甲狀腺激素代謝相關參數(shù)及血清中平均有毒物質(zhì)噁英(PCDD/Fs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)以和多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)濃度的檢測。結果:三碘甲狀腺原氨酸(T3)的平均濃度與溴聯(lián)苯醚(BDE-99)呈正相關。同樣,我們可以觀測到
25、游離甲狀腺素(FT4)和溴聯(lián)苯醚(BDE-99)之間的正向趨勢以及三碘甲狀腺原氨酸(T3)和多氯聯(lián)苯(dl-PCBs)之間的正相關性。在任何一種有毒劑加入的情況下,我們都檢測不到甲狀腺結合球蛋白(TBG)的相關性。無論是產(chǎn)前還是產(chǎn)后的二噁英(PCDD/Fs)濃度都不能表明在相關組織中甲狀腺參數(shù)變化情況。結論:我們再次證明甲狀腺激素新陳代謝(三碘甲狀腺原氨酸(T3)濃度的增加)受環(huán)境中有毒污染物多氯聯(lián)苯(dl-PCBs)和溴聯(lián)苯醚(BDE-99)的影響。三碘甲狀腺原氨酸(T3)是靶器官的目標產(chǎn)物,并且其濃度的異常變化會影響甲狀腺激素轉(zhuǎn)運體的轉(zhuǎn)運,從而導致病理現(xiàn)象。當然,三碘甲狀腺原氨酸(T3)的
26、這種影響機制可能會引發(fā)相應的代償作用,因為在我們整個研究過程中青少年的甲狀腺代謝功能機制一切正常。而這種現(xiàn)象讓我們有理由相信三碘甲狀腺原氨酸(T3)的代償機制足以補償所有甲狀腺激素依賴的器官和組織。第二組一個在抵抗條銹病以及非生物脅迫過程中起作用的新的轉(zhuǎn)錄因子TaMYB4 MYB轉(zhuǎn)錄因子是一個參與次生代謝和細胞形狀,抗病能力的提高和應對不同壓力的調(diào)節(jié)蛋白大家族。在這項研究中,我們研究了TaMYB4在小麥中對生物和非生物脅迫的的作用。TaMYB4從小麥品種進行克隆。 Suwan11葉子被感染銹菌的TaMYB4蛋白的長度為243個氨基酸。此外,TaMYB4與短柄短柄草中的具有較高的相似性,BdMY
27、B4也被確定為R2R3-MYB基因家族的成員。另外,瞬時表達分析表明,TaMYB4蛋白定位在洋蔥表皮細胞的細胞核。MYB轉(zhuǎn)錄因子是一個參與次生代謝和細胞形狀,抗病能力的提高和應對不同壓力的調(diào)節(jié)蛋白大家族。在這項研究中,我們研究了TaMYB4在小麥中對生物和非生物脅迫的的作用。TaMYB4從小麥品種進行克隆。 Suwan11葉子被感染銹菌的TaMYB4蛋白的長度為243個氨基酸。此外,TaMYB4與短柄短柄草中的具有較高的相似性,BdMYB4也被確定為R2R3-MYB基因家族的成員。另外,瞬時表達分析表明,TaMYB4蛋白定位在洋蔥表皮細胞的細胞核。 小麥是最重要的糧食作物之一,并且許多國家以小
28、麥作為主食。由條形柄銹菌所引起的條銹病是影響小麥質(zhì)量和產(chǎn)量的一個嚴重的真菌病害。不同的基因在植物抵抗生物和非生物脅迫過程中起著不同的作用;有文獻報道;MYB基因家族在植物抵抗不同的逆境時有非常重要的作用。MYB家族史轉(zhuǎn)錄因子家族中的一類。轉(zhuǎn)錄因子家族還包括ERF, bZIP, MYC和 WRKY家族。轉(zhuǎn)錄因子和許多防御機制以及壓力反應有關。20多年以前,第一個MYB基因C1在玉米中被發(fā)現(xiàn),這個基因能夠編碼一個MYB類的轉(zhuǎn)錄因子,并且和花青素的合成有關。在發(fā)育、代謝以及抵抗生物和非生物的脅迫過程中,MYB類蛋白是整個調(diào)控網(wǎng)絡中的關鍵調(diào)控因子,它能夠調(diào)控細胞形態(tài)以及器官的發(fā)育。此外,MYB家族中的
29、一些蛋白還具有組織特異性。第7周摘要通過泛素 - 蛋白酶體途徑降解某些蛋白質(zhì)是負責應激反應的關鍵調(diào)節(jié)劑的常用策略。Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關蛋白-1(Kelch-like ECH-associated protein-1,Keap1)是一種E3泛素連接酶的受體適配器(受體結合部分),調(diào)節(jié)兩個關鍵調(diào)節(jié)器的泛素化,轉(zhuǎn)錄因子NF-E2相關因子2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2, Nrf2)和IB激酶(IB kinase , IKK),是調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的氧化還原控制。然而,相對于Keap1- Nrf2的蛋白-蛋白相互作用研究(PPI),Keap1-
30、 IKK的分子識別機制研究的比較少。為了研究Keap1與IKK之間結合,研究了Keap1與IKK的蛋白-蛋白模型。利用已經(jīng)報道的非洲爪蟾的IKK的晶體結構作為模板利用同源建模的方法構建了人類的IKK。一個蛋白-蛋白對接方法被用于研究Keap1- IKK復合體模型。在對接蛋白的優(yōu)化和可視化分析后,選擇構型通過模擬分子動力學進一步優(yōu)化。所得到的結構被利用來進行虛擬丙氨酸突變來研究分子間相互作用中起重要作用的位點。總的來說,我們的結果提供了結構來分析Keap1-IKK的PPI模型,并指出Keap1的底物特異性取決于相互作用的關鍵酪氨酸,即Tyr525,Tyr574和Tyr334。在當下的結構中的研究
31、可能有助于設計藥物分子選擇性的調(diào)節(jié)keap1。Keap1與Nrf2與IKK或Nrf2的選擇性識別機制,將有助于進一步了解NF-B和Nrf2的信號之間的串擾。引言在真核生物泛素化是最重要的翻譯后修飾。雖然泛素已被證實參與了廣泛的細胞過程的,它主要是被認為蛋白酶體降解的信號。一個蛋白靶的泛素化是通過酶的活性級聯(lián)(E1E2E3)的嚴格調(diào)控,以通過異肽鍵的泛素的C-末端甘氨酸殘基連接到靶蛋白的賴氨酸側鏈。在初始步驟中,E1激活泛素C末端通過耦合ATP水解以形成硫酯中間體。然后激活泛素也在以硫酯的形式轉(zhuǎn)移到E2。E3連接酶一次催化一個泛素分子轉(zhuǎn)移或一個泛素鏈轉(zhuǎn)移向靶蛋白。為了確保精度和泛素化的效率,酶促
32、體系是由兩個E1酶,30-40個E2酶和幾百個E3連接酶組成。它們當中,E2的酶是與泛素鏈的聯(lián)動型有關,而E3連接酶是底物特異性的主要決定因素。Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關蛋白-1,一個BTB蛋白。是E3泛素連接酶通過蛋白與蛋白相互作用的方法負責識別泛素化底物的受體結合位點。Keap1有四個典型的結構域:the Broad complex, Tramtrack, and Bric-a-Brac (BTB),中間區(qū)域(IVR),雙甘氨酸重復序列(DGR)或keap1域。許多BTB蛋白,包括Keap1的,已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)作為CUL3泛素連接酶的底物特異性的適配器。KEAP1還擁有多種活性半胱氨酸的巰基反應
33、是親電的優(yōu)良目標。因此,它是一個監(jiān)測氧化還原平衡的傳感器。轉(zhuǎn)錄因子NF-E2相關因子2(Nrf2的),許多細胞保護基因響應于氧化和電應力的關鍵誘導物,是Keap1的-CUL3 E3連接酶9-11中最知名的底物。DGR和CTR域,也稱為DC域,介導與Nrf2的的Neh2域的相互作用。除了Nrf2,keap1的DC域也被報道和其他蛋白有結合,包括DJ-1、sequestosome 1, p62, IBkinase (IKK), Hsp90, p65, Bcl-2/Bcl-xL。在這些當中,IKK是最吸引人的結合伴侶。IKK的功能是在典型核因子B增強子結合蛋白(NF-B)級聯(lián)中作為關鍵控制器。各種促
34、炎性刺激可激活IKK,然后磷酸化IB,通過26S蛋白酶體途徑,導致泛素化和IB的后續(xù)降解。IB的去除導致結合特定基因的NF-B 的核轉(zhuǎn)位。此外,IKK已通過腫瘤抑制因子的磷酸化介導的抑制所示的NF-B的獨立的致瘤性。此外,通過磷酸化介導的對腫瘤抑制劑的抑制顯示了IKK的非NF-kB依賴的致瘤性。Nrf2 和NF-B是基因轉(zhuǎn)錄氧化還原控制的核心。氧化還原敏感的轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)節(jié)導致癌變和細胞存活的多種途徑中起重要作用。Keap1作為IKK的E3泛素化連接酶下調(diào)NF-kB信號通路。誘導keap1表達可以同時關閉Nrf2 和NF-B兩個通路,大量的病理學刺激,例如香煙煙霧 LPS 低密度脂蛋白和活性氧,
35、都可以同時激活Nrf2 和NF-B兩個通路,然而,NF-B和Nrf2在炎癥和癌癥的病理學進程中扮演著相反的角色。多種抗炎或抗致癌植物化學物質(zhì)可以抑制NF-B信號并激活Nrf2的ARE通路。盡管有新的證據(jù)支持Nrf2 和NF-B兩個通路之間存在相互影響,但是,整合這兩個相反信號通路和最終決定轉(zhuǎn)錄輸出的調(diào)控機制還是個謎。考慮IKK和Nrf2分別在NF-B信號傳導和Nrf2的ARE途徑重要作用,Keap1與IKK或Nrf2的選擇性識別機制是NF-B和Nrf2的信號之間的串擾是至關重要的。然而,相對于Keap1-Nrf2系統(tǒng),Keap1的和IKK的分子間的識別機制一直少有研究。在本文中,從爪蟾的晶體結
36、構建模的人IKK的結構蟾IKK首先被報告來研究Keap1的與IKK之間的識別機制。蛋白對接的方式用來構建keap1-IKK復合體。Keap1 DC域100納秒的分子動力學模擬表明keap1和底物之間可能存在誘導契合反應。IKK-keap1復合體的分子動力學模擬揭示了525 574 334位的酪氨酸殘基在識別IKK中起著重要作用。虛擬丙氨酸突變掃描也給了一致的結果。就像精氨酸(380 415 483位精氨酸)被報道是keap1與Nrf2的結合位點,我們的結果表明IKK和Nrf2被keap1通過不同的分子識別機制所識別。考慮到在keap1相同的結合位點,上述的精氨酸接近于酪氨酸,IKK和Nrf2間
37、可能存在競爭性抑制,提供了Keap1-Nrf2-ARE和IKK-NF-B途徑的串擾和細胞的氧化還原平衡的調(diào)控策略。同時,針對這些殘基可以是Keap1的的選擇性調(diào)節(jié)劑的產(chǎn)生有益的。第8周摘要:內(nèi)部蛋白質(zhì)動力學與酶催化作用是密切相關的。然而,酶反應與底物轉(zhuǎn)化之間的關系基本上是不知道的。我們已經(jīng)使用核磁共振弛豫方法在原子動力學水平上研究了酶催化反應的動力學。在酶親環(huán)素A催化反應中,我們檢測了發(fā)生在數(shù)百微秒的時間尺度上活性部位的構象波動。酶的構象動力學速率是與底物轉(zhuǎn)化微觀速率緊密相關的。目前的結果以及有效的結構數(shù)據(jù)可預測出反應過程。盡管經(jīng)典的酶學和結構生物學一起已經(jīng)提供了對于許多酶的化學機制的有意義的
38、解析,酶的動力學以及相關的催化功能仍然未被闡明清楚。因為許多酶的的反應出現(xiàn)于微秒及毫秒級別,它被預測,在這樣的時間級別中,酶的結構動力學可能與它的催化動作有關。經(jīng)典地,酶的反應過程是通過底物交換來研究的。在這里,我們解析酶的的催化作用通過在底物交換過程中觀察動作變化。酶在催化時期的動力學在之前已經(jīng)用過多種方法,如FRET熒光能量共振轉(zhuǎn)移、原子力顯微鏡、停留熒光技術,他們報告了酶的整體動作以或特殊分子位點的動力學。比較來說,NMR核磁共振顯像能同時地觀察許多原子位點。先前的NMR研究在時間級別、振幅和蛋白的動作能量學上已經(jīng)提供了在蛋白移動和功能之間的信息。這里,我們使用NMR弛豫實驗來進一步觀察
39、在催化時一個叫CypA的酶的構象變化。CypA(親環(huán)素A)屬于高度保守的親環(huán)素家族,并且在許多組織液中以高濃度形式存在。親環(huán)素類是肽基-脯氨酰順/反異構酶,可以催化X-蛋白質(zhì)肽鍵順式和反式構像間的互相改變,“X”表示任何氨基酸。CypA在許多生物學過程中發(fā)揮作用。它是免疫抑制藥物環(huán)孢菌素的受體,對HIV的感染必不可少,并且可以通過催化肽基-脯氨酰肽鍵的限速順反式異構酶來加速體外蛋白質(zhì)的折疊。然而,它的體內(nèi)功能及分子機制仍然很受爭議。CypA與許多不同肽配體的X射線結構上可以顯示順式X-蛋白質(zhì)肽鍵,除了在CypA/HIV-1衣殼復合體反式構象。在不同情況下,只有一個構象異構體是晶體中觀察到,盡管
40、這兩種同分異構體必須綁定到CypA催化順/反式異構化發(fā)生。第9周泛素連接酶Ubr1在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)關聯(lián)蛋白降解中的新作用摘要:質(zhì)量監(jiān)控和降解錯誤折疊的蛋白對所有細胞都是必要的。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白進入分泌途徑的入口,蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行折疊而錯誤折疊的蛋白最終被識別并通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜回到細胞質(zhì)中。在這個過程中,(錯誤折疊的)蛋白質(zhì)在膜包被的泛素連接酶作用下多聚泛素化并被蛋白酶體降解,在酵母中,這樣的泛素連接酶有Hrd1/Der3(通過HMG-CoA還原酶降解/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)降解)和Doa10(通過alpha降解)。在我們的研究中,我們證實了細胞質(zhì)Ubr1(E3泛素連接酶,N端識別子)也是參與酵母內(nèi)質(zhì)網(wǎng)關聯(lián)蛋白降解(ERA
41、D)的一種泛素連接酶。我們的結果表明兩種多處發(fā)生的ERAD底物,信息素配型突變轉(zhuǎn)運子Ste6*(無菌的)和囊腫性纖維化跨膜電導調(diào)節(jié)子會在傳統(tǒng)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)泛素連接酶存在的情況下發(fā)生依賴于Ubr1的降解。對Ste6*來說,在壓力(如熱或乙醇)情況下或是經(jīng)典的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)連接酶缺失的情況下,Ubr1是特需的。但是,人類囊腫性纖維化跨膜電導調(diào)節(jié)子在野生型細胞一般生長情況下需要Ubr1的作用。在Hsp70(熱休克蛋白),chaperone Ssa1(Ssa:壓力-70 亞家族A)以及AAA-型ATP酶Cdc48(cdc:細胞分離循環(huán))的共同作用下,Ubr1指導底物進行蛋白酶體降解。本研究的數(shù)據(jù)從另一層面闡明了復雜
42、的ERAD。正文:不斷發(fā)生的統(tǒng)計學蛋白質(zhì)折疊錯誤是由例如熱、重金屬離子或是氧等壓力條件造成的,在所有細胞的間隔中需要有嚴格的蛋白質(zhì)質(zhì)量控制系統(tǒng)。不可逆的錯誤折疊蛋白被選擇性的蛋白水解機制降解就是泛素蛋白酶體體系。在人體中,損傷的蛋白質(zhì)質(zhì)量控制和消除系統(tǒng)會導致多種嚴重的疾病,包括帕金森、阿茲海默癥以及亞急性海綿狀腦病,這說明了這種質(zhì)量控制系統(tǒng)的重要性。大約1/3的細胞蛋白組由通過分泌途徑的蛋白組成,大多數(shù)蛋白會進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng),在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中折疊形成永久的功能結構。只有恰當折疊的蛋白可以通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng),傳遞到它們的作用位點。不能正確折疊的蛋白就不能進入分泌途徑,穿過ER膜退回到細胞基質(zhì)中,由26S蛋白酶體多聚泛素化以及降解,該過程稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關蛋白的降解(ERAD)。真核模式生物-酵母菌成為ERAD的發(fā)現(xiàn)及其闡明的推動力。人們已經(jīng)知道很多年了有關兩個多面體連接酶位于ER膜,Hrd1/Der3(HMG-CoA還原酶降解ER)和Doa10(退化通道),通過引導ERAD底物的蛋白酶體降解,在酵母ERAD中發(fā)揮核心作用。以往 在各種ERAD基板的研究顯示,
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