真核生物的基因表達過程涉及多個復雜而精密的調(diào)控過程。其中,無義介導的mRNA降解途徑（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）可以識別并降解含有提前終止密碼子（premature termination codon,PTC）的異常mRNA,從而避免截短蛋白質(zhì)對機體產(chǎn)生的潛在危害。此外,NMD途徑還可以調(diào)控細胞中約10%或者20%的正常mRNA或非編碼RNA的表達水平,以確保機體細胞的內(nèi)平衡,與胚胎的發(fā)育、細胞的免疫及神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育等密切相關。因此,對NMD途徑機制的研究具有重要意義。NMD途徑的核心問題是對含有無義密碼子的mRNA的識別及降解。到目前為止,趨于主流的主要有3個模型:以哺乳動物為代表的外顯子連接復合體（exon junction complex,EJC）模型;以果蠅為代表的3?-UTR（untranslated sequence）模型;以釀酒酵母為代表的DSE（downstream sequence element）模型。但是其詳細機制尚未闡釋清楚�；谠鷦游锼{氏賈第蟲（Giardia lamblia）進化地位的特殊性,通過對藍氏賈第蟲中NMD途... 

【文章來源】：山西大學山西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

NMD途徑的功能[5]

進入胞質(zhì)的非剪接前體 mRNA、可變剪接產(chǎn)物、假基因或無效基因重有上游開放閱讀框(uORF)的 mRNA[9]、含有長非編碼區(qū)的 mRNding RNAs, lncRNAs)等[5]。此外還有一些個例，如：硒蛋白是一種富含Se)的多肽家族，并且含有不常見的硒代半胱氨酸（Sec）[10]，有證據(jù)表碼的轉(zhuǎn)錄本能被 NMD 途徑識別并降解，因為密碼子 UGA 通常作為終作用，但在特殊序列元件存在的條件下也能編碼為硒代半胱氨酸（Sec子位于最后一個外顯子處時，其可抵抗 NMD 途徑的降解；當該密碼子子處時，容易被 NMD 途徑識別并降解。前研究表明 NMD 途徑的底物包含以下幾個特征：突變、移碼或可變剪C 的出現(xiàn)；含有上游開放閱讀框（uORF）的 mRNA；長的 3 -UTR 等（圖并非全是如此，如血小板生成素（TPO）[11]，含有 7 個 uORF，但是 途徑核心因子 UPF1 后，其表達量并不受影響，說明 uORF 并不是啟動必要條件；在對不同長度 3 -UTR 的轉(zhuǎn)錄本進行分析時發(fā)現(xiàn)[12]，并不均可引發(fā) NMD 途徑，還與一些其他因子相關[13]。

圖 1.3 UPF1 的結構示意圖[16]Fig 1.3 The structure of UPF11.3.1.2 UPF2UPF2 作為 NMD 途徑的核心因子，目前已被廣泛研究，人的 UPF2（hUpf2）在進化上是比較保守的，不僅是在裂殖酵母（Schizosaccharomycespombe）中而且在釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）[30]、線蟲（Caenorhabditiselegans）中也是高度保守的。通過對人 NMD 途徑的研究，發(fā)現(xiàn) UPF2 蛋白質(zhì)分子量為 148kDa[31, 32]，其主要分布在細胞質(zhì)中，但也有少量在核質(zhì)中發(fā)現(xiàn)[33]。UPF2 不同結構域的的分子結構和相應功能在之前已開展了詳細的研究。UPF包括四個核心區(qū)域，其中含有 3 個 MIF4G（middleportionofeukaryoticinitiationfacto4-gamma）結構域及一個與 UPF1 的 CH 結構域相互作用的 C 末端結構。MIF4G-3 結構域可以與 UPF3 的 RRM（RNA recognition motif）結構域相互作用。與此同時，SMG1 也可非競爭性的與 MIF4G-3 結構域相互作用。MIF4G-1 和 MIF4G-2 結構域在UPF 蛋白-EJC 復合物的形成過程中發(fā)揮著不可替代的作用，二者作為重要的節(jié)點[34

【參考文獻】：
期刊論文
[1]八肋游仆蟲NMD通路的初步研究[J]. 石文鑫,王美,柴楊麗,呂佳,張志云,王剛,柴寶峰.  中國細胞生物學學報. 2018(06)
[2]SMG1-UPF1-eRF1-eRF3復合體參與賈第蟲無義介導的mRNA降解激活[J]. 王美,呂佳,石文鑫,柴楊麗,文建凡,張西臣,柴寶峰.  中國生物化學與分子生物學報. 2018(05)
[3]無義mRNA降解途徑的機制與進化[J]. 柴寶峰,王美,石文鑫,柴楊麗,呂佳.  山西大學學報(自然科學版). 2017(03)
[4]質(zhì)譜技術鑒定體外藍氏賈第鞭毛蟲的細胞骨架蛋白[J]. 何冰,劉廣偉,曹蕾,余源,陳陽,田喜鳳,楊志宏,盧思奇,趙永強.  中國病原生物學雜志. 2010(12)
[5]藍氏賈第蟲基因轉(zhuǎn)染研究進展[J]. 劉全,張西臣.  中國人獸共患病雜志. 2004(03)
[6]賈第蟲（Giardia）原始特性的研究進展[J]. 沈劍釗.  動物學雜志. 1996(01)



本文編號：3099897