【摘要】：鋅離子在許多生命活動(dòng)起著非常關(guān)鍵的作用,包括能量的產(chǎn)生、神經(jīng)傳導(dǎo)、信號(hào)傳送、營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸、p H和極性平衡都依賴于鋅離子。鋅離子的吸收、分布、利用、儲(chǔ)存和分泌中任何一個(gè)步驟的缺陷都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問(wèn)題。目前對(duì)于鋅離子和其他金屬離子之間的相互作用,尤其是單一基因調(diào)控鋅及其他金屬離子的研究相對(duì)較少。我們?cè)谘芯拷湍讣?xì)胞MTM1基因調(diào)節(jié)鎳離子代謝的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)其同時(shí)調(diào)控鋅離子的代謝平衡。本課題將深入探究MTM1基因調(diào)控鋅離子代謝平衡的機(jī)制。本課題以釀酒酵母細(xì)胞作為研究對(duì)象,利用分子生物學(xué)和金屬組學(xué)的方法研究MTM1對(duì)鋅離子代謝調(diào)節(jié)機(jī)制。敲除MTM1基因,在高濃度鋅的條件下比較敲除株和野生型酵母生長(zhǎng)的差異并對(duì)其機(jī)制進(jìn)行闡明。細(xì)胞生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)顯示,在添加過(guò)量鋅離子的SC培養(yǎng)基上,MTM1敲除株生長(zhǎng)明顯優(yōu)于野生型,相應(yīng)的MTM1基因的過(guò)量表達(dá)則顯示出對(duì)鋅敏感。等離子耦合質(zhì)譜測(cè)定結(jié)果表明mtm1△突變株中鋅離子含量顯著低于野生型菌株。熒光定量PCR(RT-PCR)和β-半乳糖苷酶基因報(bào)告實(shí)驗(yàn)說(shuō)明mtm1△突變株中ZRC1的轉(zhuǎn)錄水平明顯高于野生型菌株。構(gòu)建zrc1△mtm1△雙敲除株,生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)顯示雙敲除菌株比ZRC1單敲除株對(duì)過(guò)量的鋅更加敏感。mtm1△中超氧化物歧化酶2(SOD2)的活性顯著低于野生型并且過(guò)量鋅離子降低SOD2的活性。蛋白印記實(shí)驗(yàn)證明鋅離子誘導(dǎo)MTM1蛋白的表達(dá)。綠色熒光蛋白實(shí)驗(yàn)顯示鋅離子對(duì)MTM1蛋白的定位沒(méi)有顯著的影響。本論文研究結(jié)果證明MTM1基因調(diào)節(jié)真核生物鋅離子代謝,其機(jī)制是通過(guò)調(diào)節(jié)ZRC1基因的表達(dá)水平,從而增強(qiáng)了鋅離子從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡中的效率,降低了過(guò)量鋅離子在細(xì)胞質(zhì)中的積累,最終使鋅離子對(duì)細(xì)胞的毒害作用減弱,而使mtm1△株對(duì)鋅離子的高抗性。本機(jī)制的闡明對(duì)于鋅離子相關(guān)疾病的研究提供了新的思維和途徑。
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q935
【圖文】：

存在下活性氧（ROS）的積累，這一發(fā)現(xiàn)與鋅作為此，鋅對(duì)應(yīng)激耐受的作用機(jī)制涉及其抗氧化活性。同（SOD）活性和降低的 ROS 水平與硫酸銅對(duì)自由解這表明這些金屬對(duì)酵母脅迫耐受性的共同機(jī)制。添加適當(dāng)?shù)牧蛩徜\有利于使用高濃度葡萄糖連續(xù)生產(chǎn)攝取速率，同時(shí)，麥角甾醇（28.6％）和海藻糖（4加，這有助于提高酵母細(xì)胞的乙醇耐受性和耐熱性[2了細(xì)胞內(nèi)丙氨酸，纈氨酸和絲氨酸含量，丙氨酸積累揮抗氧化作用。丙氨酸的添加導(dǎo)致在 5g / L 乙酸存在在補(bǔ)充鋅的細(xì)胞中明顯減少 ROS 積累。此外，通過(guò)肽（GSH）積累增加以及 GSSG:GSH 比率下降，這起的氧化損傷有關(guān)[18]。除了鋅補(bǔ)充對(duì)抗 ROS 積累和外，鋅也是鋅指蛋白的重要組成部分[19]，它對(duì)多種細(xì)其在乙醇脫氫酶 I（ADH1）活性中的重要性而聞名23]。通過(guò)添加鋅來(lái)改善應(yīng)力耐受性的機(jī)制如圖 1-1 所

上海師范大學(xué)碩Zrt1p 是鋅高親和力轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，Zrt2p 是鋅低親和力轉(zhuǎn)運(yùn)蛋Zrc1p和Cot1p在過(guò)量細(xì)胞內(nèi)鋅的儲(chǔ)存和解毒中起到重要鋅缺乏的條件下液泡儲(chǔ)存的鋅通過(guò) Zrt3p 的轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞充滿鋅的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)時(shí)，Zrc1p 參與鋅的儲(chǔ)存；在鋅1p 誘導(dǎo)[47,48]，由于缺鋅酵母表達(dá)高水平的攝取系統(tǒng)，酵母會(huì)導(dǎo)致鋅突然流入細(xì)胞質(zhì)，液泡膜上的 Zrc1p 可以對(duì)暴露揮保護(hù)作用，如果缺乏 ZRC1 會(huì)對(duì)鋅的敏感性增加[49]。酵：鋅通過(guò) Zrt1p 和 Zrt2p 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入細(xì)胞。一旦進(jìn)入細(xì)蛋白結(jié)合或轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體等細(xì)胞器中。在鋅充足細(xì)胞中運(yùn)到液泡中，在那里以較低毒性的形式儲(chǔ)存。 Zap1p 轉(zhuǎn)錄鋅池的抑制。當(dāng)鋅變得有限時(shí)，Zap1p 活性增加 ZRT1轉(zhuǎn)錄。增加的 Zrt3p 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)動(dòng)員鋅儲(chǔ)存從液泡進(jìn)的鋅池[50]。圖 1-2 為鋅離子在酵母細(xì)胞中的代謝過(guò)程[51]

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2727703