轉(zhuǎn)錄因子Nrf1與Nrf2差異性調(diào)控抗氧化解毒基因表達
發(fā)布時間：2021-04-17 07:59
研究背景長期以來,Nrf2作為重要的抗氧化轉(zhuǎn)錄因子而受到廣泛關(guān)注,隨著研究深入,發(fā)現(xiàn)同一家族的Nrf1分子所發(fā)揮的抗氧化功能也不容忽視。Nrf1是重要的跨膜轉(zhuǎn)錄因子,以特定方式錨定于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,當需要時會經(jīng)一系列復(fù)雜的翻轉(zhuǎn)、修飾和加工過程從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逆轉(zhuǎn)位釋放到細胞漿,再進入細胞核調(diào)控下游基因的表達。有研究發(fā)現(xiàn),全基因組敲除Nrf1后小鼠胚胎在13.5天時因嚴重氧化應(yīng)激而死亡;而敲除Nrf2后則無明顯表型,但小鼠胚胎對氧化刺激的敏感性升高;在Nrf1和Nrf2雙敲后,小鼠胚胎在約9.5天時死亡。提示Nrf1與Nrf2在功能上有重疊也有區(qū)別。另有研究發(fā)現(xiàn),Nrf1與Nrf2均可通過抗氧化元件（ARE）來調(diào)控靶基因表達,但兩者對相關(guān)基因的調(diào)控存在差異,其具體機制仍未闡明。因此,通過研究Nrf1和Nrf2對抗氧化解毒基因的差異性調(diào)控,可幫助理解兩者在功能上的異同。研究方法與結(jié)果（1）利用qRT-PCR與Western Blot技術(shù),測定tBHQ（50uM）或DTT（1mM）刺激四種細胞系(HepG2,及基于HepG2構(gòu)建的Nrf1?-/-、Nrf2-/-...
【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：95 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
Nrf1的生理功能[20]
圖 1.2 Nrf1 的主要結(jié)構(gòu)[38]Figure 1.2 Structure of Nrf1富含 Asn / Ser / Thr 糖結(jié)構(gòu)域（NST；氨基酸 299-400）。NST 結(jié)構(gòu)域是 Nrf1的糖基化區(qū)域，該結(jié)構(gòu)域在 Nrf2 中并不存在。在 N-乙酰葡糖胺轉(zhuǎn)移酶作用下 Nrf1被 N-連接糖基化，這一過程發(fā)生在 ER 腔內(nèi)，糖基化位點是推定的該結(jié)構(gòu)域內(nèi) 7個天冬酰胺位點[39]。在重新定位后[39]，Nrf1 的部分結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)一側(cè)，TAD 結(jié)構(gòu)域（AD1，NST，AD2，SR）被轉(zhuǎn)至膜外，且 NST 結(jié)構(gòu)域在 N-糖苷酶（PNGase）作用下去糖基化[18]（圖 1.3）。去糖基化作用與血糖含量較低有關(guān)[39]。去糖基化和蛋白酶體選擇性切割作用下產(chǎn)生了有活性的 Nrf1 亞型[18, 39]。這些亞型從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放進入到細胞核中與 Maf 蛋白相互作用，并調(diào)控 ARE-依賴型基因的表達。NST域也包含推定的跨膜相關(guān)螺旋 TMi[18, 39, 40]。酸性結(jié)構(gòu)域 2（AD2；氨基酸 403-452）。AD2 和 NST 結(jié)構(gòu)域是 Nrf1 僅有的兩個正調(diào)控結(jié)構(gòu)域。AD2 是酸性-疏水性兩性結(jié)構(gòu)，可輔助 TADs 與轉(zhuǎn)錄復(fù)合體相互作用，激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。在 Nrf1 去糖基化和選擇性剪切期間，AD2 連同 AD1，
圖 1.3 Nrf1 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的動態(tài)調(diào)控模型[18]Figure 1.3 Proposed modle for Nrf1 dynamic regulation in ER1.2.4 Nrf1 的下游基因Nrf1 對抗氧化相關(guān)基因的調(diào)控。有研究者用胚胎顯微注射技術(shù)培育出 Nrf1 缺失的嵌合體小鼠，發(fā)現(xiàn)小鼠肝細胞大量凋亡且出現(xiàn)組織壞死，通過檢測發(fā)現(xiàn)細胞中具有 ARE 位點的抗氧化蛋白表達量下降[29]，這就提示我們 Nrf1 可能在抗氧化基因的調(diào)控中起重要作用。谷胱甘肽（Glutathione，GSH）是生物體內(nèi)重要的抗氧化劑[49]。GSH 在肝內(nèi)合成主要分為兩個步驟，分別由谷氨酸－半胱氨酸連接酶（GCL）、谷胱甘肽合成酶（GSS）催化，目前公認前者為限速酶，由催化亞基（GCLC）和調(diào)節(jié)亞基（GCLM）組成。有研究者發(fā)現(xiàn)在 Nrf1-/-細胞中 GSS 蛋白水平明顯下降，GCLM 也降低 3-4倍，進一步實驗后證實了 Nrf1 可與 GCLM 的啟動子區(qū)相結(jié)合[50]。另外，還有研究者在雙熒光素酶報告基因?qū)嶒炛邪l(fā)現(xiàn)，Nrf1 可與 GCLC 啟動子區(qū)的 ARE 位點相結(jié)合[24]。這些結(jié)果均表明 Nrf1 直接參與了抗氧化劑 GSH 的合成。除此之外，
本文編號：3143095
【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：95 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
Nrf1的生理功能[20]
圖 1.2 Nrf1 的主要結(jié)構(gòu)[38]Figure 1.2 Structure of Nrf1富含 Asn / Ser / Thr 糖結(jié)構(gòu)域（NST；氨基酸 299-400）。NST 結(jié)構(gòu)域是 Nrf1的糖基化區(qū)域，該結(jié)構(gòu)域在 Nrf2 中并不存在。在 N-乙酰葡糖胺轉(zhuǎn)移酶作用下 Nrf1被 N-連接糖基化，這一過程發(fā)生在 ER 腔內(nèi)，糖基化位點是推定的該結(jié)構(gòu)域內(nèi) 7個天冬酰胺位點[39]。在重新定位后[39]，Nrf1 的部分結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)一側(cè)，TAD 結(jié)構(gòu)域（AD1，NST，AD2，SR）被轉(zhuǎn)至膜外，且 NST 結(jié)構(gòu)域在 N-糖苷酶（PNGase）作用下去糖基化[18]（圖 1.3）。去糖基化作用與血糖含量較低有關(guān)[39]。去糖基化和蛋白酶體選擇性切割作用下產(chǎn)生了有活性的 Nrf1 亞型[18, 39]。這些亞型從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放進入到細胞核中與 Maf 蛋白相互作用，并調(diào)控 ARE-依賴型基因的表達。NST域也包含推定的跨膜相關(guān)螺旋 TMi[18, 39, 40]。酸性結(jié)構(gòu)域 2（AD2；氨基酸 403-452）。AD2 和 NST 結(jié)構(gòu)域是 Nrf1 僅有的兩個正調(diào)控結(jié)構(gòu)域。AD2 是酸性-疏水性兩性結(jié)構(gòu)，可輔助 TADs 與轉(zhuǎn)錄復(fù)合體相互作用，激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。在 Nrf1 去糖基化和選擇性剪切期間，AD2 連同 AD1，
圖 1.3 Nrf1 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的動態(tài)調(diào)控模型[18]Figure 1.3 Proposed modle for Nrf1 dynamic regulation in ER1.2.4 Nrf1 的下游基因Nrf1 對抗氧化相關(guān)基因的調(diào)控。有研究者用胚胎顯微注射技術(shù)培育出 Nrf1 缺失的嵌合體小鼠，發(fā)現(xiàn)小鼠肝細胞大量凋亡且出現(xiàn)組織壞死，通過檢測發(fā)現(xiàn)細胞中具有 ARE 位點的抗氧化蛋白表達量下降[29]，這就提示我們 Nrf1 可能在抗氧化基因的調(diào)控中起重要作用。谷胱甘肽（Glutathione，GSH）是生物體內(nèi)重要的抗氧化劑[49]。GSH 在肝內(nèi)合成主要分為兩個步驟，分別由谷氨酸－半胱氨酸連接酶（GCL）、谷胱甘肽合成酶（GSS）催化，目前公認前者為限速酶，由催化亞基（GCLC）和調(diào)節(jié)亞基（GCLM）組成。有研究者發(fā)現(xiàn)在 Nrf1-/-細胞中 GSS 蛋白水平明顯下降，GCLM 也降低 3-4倍，進一步實驗后證實了 Nrf1 可與 GCLM 的啟動子區(qū)相結(jié)合[50]。另外，還有研究者在雙熒光素酶報告基因?qū)嶒炛邪l(fā)現(xiàn)，Nrf1 可與 GCLC 啟動子區(qū)的 ARE 位點相結(jié)合[24]。這些結(jié)果均表明 Nrf1 直接參與了抗氧化劑 GSH 的合成。除此之外，
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