線粒體是存在于多數(shù)真核細(xì)胞的雙層膜細(xì)胞器,其最主要的功能是通過(guò)氧化磷酸化產(chǎn)生ATP為細(xì)胞提供能量。生理?xiàng)l件下,線粒體發(fā)生動(dòng)態(tài)的分裂和融合,這種形態(tài)的變化也與線粒體的功能密切相關(guān)。目前的研究表明,眾多GTP酶在線粒體的形態(tài)調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用。DRP1（Dynamin-related protein 1）和OPA1（Optic atrophy 1）分別參與線粒體分裂和內(nèi)膜融合,MFN1/2（Mitofusion1/2）主要介導(dǎo)線粒體外膜融合。雖然調(diào)控線粒體融合的主要蛋白質(zhì)機(jī)器已被鑒定,這些蛋白質(zhì)機(jī)器響應(yīng)細(xì)胞內(nèi)外信號(hào),介導(dǎo)線粒體融合的分子調(diào)控機(jī)理尚不十分清楚。細(xì)胞自噬（Autophagy）是真核細(xì)胞中高度保守的通過(guò)溶酶體降解細(xì)胞內(nèi)蛋白聚合物和受損細(xì)胞器的分解代謝途徑,在細(xì)胞穩(wěn)態(tài)維持中發(fā)揮重要作用。雙層膜自噬體的形成是完成自噬性降解的基礎(chǔ),自噬體形成過(guò)程中,激活的Ⅲ型磷酸肌醇3-激酶（Phosphoinositide-3-kinase class 3,PI3KC3）復(fù)合物在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上形成磷脂酰肌醇-3-磷酸（PI3P）豐富的區(qū)域,促進(jìn)最初的自噬膜（隔離膜,isolation member）的形... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1分裂和融合過(guò)程及動(dòng)態(tài)失衡狀態(tài)下的線粒體形態(tài)【摘自(Chandhoketal.,2018;Tilokanietal.,2018)】

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文引言42013)。當(dāng)自噬發(fā)生，激活PI3KC3復(fù)合物時(shí)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)會(huì)形成一個(gè)特殊的PI3P富集的“Ω”結(jié)構(gòu)(圖2)，被稱做歐米茄體(omegasome),能夠被DFCP1標(biāo)記，作為隔離膜形成和延伸的平臺(tái)(Karanasiosetal.,2013;Nascimbenietal.,2017;Uemuraetal.,2014)。隨后，PI3P可以招募一些蛋白，例如WIPI2，因?yàn)槠浜幸粋�(gè)結(jié)合PI3P的Phe-Arg-Arg-Gly(FRRG)結(jié)構(gòu)域(Watanabeetal.,2012),WIPI2又可以招募下游的效應(yīng)分子Atg12-Atg5-Atg16L1復(fù)合物促進(jìn)LC3-PE的形成和隔離膜的延伸(Dooleyetal.,2014;Polsonetal.,2010)。DFCP1和WIPI2都能結(jié)合PI3P,但目前DFCP1在自噬中的功能尚不明確。圖2DFCP1定位于Omegasome【摘自(MizushimaandKomatsu,2011)】DFCP1作為早期自噬體形成的標(biāo)志，主要含有以下幾個(gè)結(jié)構(gòu)域(圖3)：一個(gè)非典型的鋅指結(jié)構(gòu)域，可能與結(jié)合DNA或介導(dǎo)DFCP1和其他蛋白的相互作用相

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文引言5關(guān)；一個(gè)富含甘氨酸的P-loop結(jié)構(gòu)域，可以結(jié)合GTP或ATP;兩個(gè)FYVE結(jié)構(gòu)域，可以結(jié)合PI3P;還有一個(gè)ER-targetting結(jié)構(gòu)域，使DFCP1與其他含有FYVE結(jié)構(gòu)域的蛋白(主要定位于內(nèi)體)不同，主要定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(Axeetal.,2008;Derubeisetal.,2000)。DFCP1還可以定位于高爾基體，在細(xì)胞中過(guò)表達(dá)DFCP1可以使高爾基體的結(jié)構(gòu)變得松散，可能與高爾基體向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的重新分布狀態(tài)改變有關(guān)(Ridleyetal.,2001)。研究表明，在誘導(dǎo)脂滴形成的情況下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的DFCP1可以轉(zhuǎn)位到脂滴上，介導(dǎo)脂滴和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的相互作用，并且與脂滴的長(zhǎng)大相關(guān)(Lietal.,2019)。還有研究表明，內(nèi)源性的DFCP1還可以定位于線粒體(Nanaoetal.,2015)，但是其在線粒體上的功能尚不明確。圖3DFCP1的功能性結(jié)構(gòu)域【摘自(Axeetal.,2008)】本研究中，我們發(fā)現(xiàn)，DFCP1的敲除并不影響自噬體的形成，但是通過(guò)Mitotracker染色對(duì)線粒體形態(tài)的觀察，我們發(fā)現(xiàn)，DFCP1敲除的細(xì)胞中線粒體管狀結(jié)構(gòu)增多，而發(fā)生這種變化的機(jī)制是DFCP1和線粒體外膜蛋白MFN1/2的相互作用抑制了MFN1和MFN2同型和異型二聚體的形成，從而抑制了線粒體的融合進(jìn)程。我們首次將標(biāo)記早期自噬體形成的蛋白DFCP1和線粒體動(dòng)態(tài)調(diào)控聯(lián)系起來(lái)，揭示了DFCP1調(diào)控線粒體動(dòng)態(tài)的新機(jī)制。


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