關(guān)于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,一般認(rèn)為“序列決定結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)決定功能”。但是近年來(lái),越來(lái)越多的研究人員發(fā)現(xiàn)有些蛋白質(zhì)沒(méi)有明確的三維結(jié)構(gòu),但是卻具有特定的生物學(xué)功能。我們將這類(lèi)蛋白稱為固有無(wú)序蛋白（IDPs）。無(wú)序蛋白質(zhì)廣泛參與信號(hào)傳遞、DNA轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞分裂、蛋白質(zhì)聚集和相分離等重要的生理與病理過(guò)程。實(shí)驗(yàn)室前期研究中,發(fā)現(xiàn)在結(jié)直腸癌中GAP43基因啟動(dòng)子區(qū)域DNA的甲基化修飾會(huì)造成其基因表達(dá)沉默,同時(shí)GAP43的表達(dá)上調(diào)能夠在很大程度上抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。在本研究中,發(fā)現(xiàn)GAP43與DDX3X存在著相互作用。對(duì)GAP43和DDX3X進(jìn)行無(wú)序結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè),結(jié)果表明GAP43和DDX3X都是固有無(wú)序蛋白。GAP43是完全無(wú)序蛋白質(zhì),DDX3X是在N端和C端都含有無(wú)序結(jié)構(gòu)域（IDR）的部分無(wú)序蛋白質(zhì)。研究表明,無(wú)序結(jié)構(gòu)域的存在是極有可能發(fā)生相分離現(xiàn)象的。已經(jīng)證實(shí)DDX3X蛋白N端IDR的乙�；瘯�(huì)對(duì)其相分離產(chǎn)生影響,同時(shí)影響應(yīng)激顆粒的組裝。GAP43和DDX3X之間的相互作用,是否也會(huì)產(chǎn)生這種相分離的變化還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。為了探究GAP43和DDX3X的無(wú)序序列的功能特點(diǎn),對(duì)GAP43和D... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

相圖原理圖[43]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-10-圖1-2真核細(xì)胞內(nèi)的無(wú)膜細(xì)胞器示意圖[46]秀麗隱桿線蟲(chóng)生殖細(xì)胞中P顆粒的發(fā)現(xiàn)是理解驅(qū)動(dòng)無(wú)膜區(qū)室形成的物理過(guò)程的重要線索。P顆粒是由許多蛋白質(zhì)和RNA組成的核周無(wú)膜區(qū)室。光漂白實(shí)驗(yàn)表明，蛋白質(zhì)在P顆粒中具有很高的流動(dòng)性，并能與周?chē)募?xì)胞質(zhì)快速交換[47]。在剪切力作用下，P顆�？梢栽谄渌Y(jié)構(gòu)的表面周?chē)杂闪鲃?dòng)和變形，并發(fā)生裂變[47]�？傊@些觀察結(jié)果表明，P顆粒是通過(guò)與周?chē)?xì)胞質(zhì)進(jìn)行液-液相分離而形成的液體。自從對(duì)P顆粒的研究以來(lái)，其他區(qū)域，如核仁、DNA損傷修復(fù)位點(diǎn)和應(yīng)激顆粒也顯示出類(lèi)似液體的特性，這突出了相分離是形成無(wú)膜區(qū)域的常見(jiàn)機(jī)制的可能性[48]。相界的存在解釋了分子如何能夠在沒(méi)有周?chē)さ那闆r下集中在細(xì)胞中的一個(gè)位置，但是仍然提供了適合于依賴于快速擴(kuò)散的細(xì)胞生物化學(xué)的環(huán)境。由于無(wú)膜區(qū)室的功能不同，不同無(wú)膜區(qū)室會(huì)含有至少一組特定的蛋白質(zhì)，其中許多蛋白質(zhì)含有內(nèi)在的無(wú)序結(jié)構(gòu)域（intrinsicallydisorderedregion，IDR）[45]。IDR缺乏明確的3D結(jié)構(gòu)，但通常包含重復(fù)的序列元素，這些元素為多價(jià)弱粘附分子間相互作用提供了基矗許多這樣的蛋白質(zhì)可以在各種溶液條件下在體外自行相分離。這些蛋白質(zhì)的IDR通常具有簡(jiǎn)單的氨基酸復(fù)雜性和一定的氨基酸序列重復(fù)性，并且富含有限數(shù)量的氨基酸類(lèi)型-主要是甘氨酸、絲氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-11-苯丙氨酸和酪氨酸。一些IDR還富含帶電荷的殘基-賴氨酸、精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。最近的幾項(xiàng)研究指出，芳族殘基在使IDR發(fā)生相分離的相互作用中具有特別重要的作用，芳香環(huán)通過(guò)參與分子內(nèi)和分子間與Arg殘基的陽(yáng)離子π相互作用和可能參與π堆積相互作用而促進(jìn)相分離；富含Gln，Asn或Ser殘基的序列也通過(guò)其側(cè)鏈的偶極相互作用而促進(jìn)了相分離的驅(qū)動(dòng)力；含IDR的蛋白質(zhì)的相分離還可以通過(guò)帶相反電荷殘基的嵌段之間的相互作用來(lái)促進(jìn)兩種不同分子類(lèi)型之間或同一分子類(lèi)型中交替的嵌段；較短的進(jìn)化上保守的α螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)于另一種RNA結(jié)合蛋白TARDNA結(jié)合蛋白43（TDP43）的相分離很重要[46]。LLPS的理化性質(zhì)表明細(xì)胞中的相分離過(guò)程具有多種可能的功能（圖1-3）：圖1-3生物分子復(fù)合物的功能示意圖[43]（1）LLPS可用于感測(cè)以及快速，自適應(yīng)和可逆的響應(yīng)。溶液條件的微小變化會(huì)導(dǎo)致快速而決定性的（即無(wú)限協(xié)作）縮合，并且這種生物物理反應(yīng)比轉(zhuǎn)錄或


本文編號(hào)：3219804