本文關(guān)鍵詞：SKN-1蛋白的O-GlcNAc修飾調(diào)控秀麗隱桿線蟲(chóng)壽命及氧化應(yīng)激作用機(jī)制的研究　出處：《東北師范大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： SKN-1 壽命 氧化應(yīng)激 O-GlcNAc修飾 秀麗隱桿線蟲(chóng)

【摘要】：衰老是一種自然而又復(fù)雜的生理事件。無(wú)論是細(xì)胞,還是組織,甚至器官,個(gè)體會(huì)經(jīng)歷一個(gè)衰老的過(guò)程。在衰老的進(jìn)程中,存在許多的生理生化的分子事件,如:氧化應(yīng)激造成的基因組損傷,蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的破壞等。野生型的秀麗隱桿線蟲(chóng)(C.elegans)只有約21天的壽命。因?yàn)閴勖莻�(gè)體衰老的重要指標(biāo)之一,所以秀麗隱桿線蟲(chóng)是一種研究衰老的十分理想的模式動(dòng)物。在秀麗隱桿線蟲(chóng)中,SKN-1(Skinhead-1)蛋白作為一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子對(duì)于線蟲(chóng)的氧化應(yīng)激和衰老具有重要的調(diào)控作用。SKN-1在脊椎動(dòng)物中的同源物是Nrf1/Nrf2(NF-E2-related factor 1/2)蛋白,它們都隸屬于CnC(Cap‘n’Collar)bZIP轉(zhuǎn)錄因子的蛋白家族。在線蟲(chóng)中,SKN-1的活性受到了許多翻譯后修飾的調(diào)控,報(bào)道最多的是磷酸化修飾。SKN-1蛋白的磷酸化修飾可以通過(guò)調(diào)節(jié)其在腸道細(xì)胞核的定位進(jìn)而調(diào)控SKN-1蛋白的活性。如AKT-1/-2激酶可以對(duì)SKN-1的12位絲氨酸進(jìn)行磷酸化修飾,這種修飾會(huì)抑制SKN-1定位到線蟲(chóng)腸道的細(xì)胞核中,進(jìn)而抑制SKN-1的抗氧化應(yīng)激及延緩衰老的能力。GSK-3(glycogen synthase kinase-3)對(duì)SKN-1第483位絲氨酸的磷酸化修飾也會(huì)抑制SKN-1的腸道細(xì)胞核的定位。相比較之下,P38-MAPK(Mitogen-activated protein kinase)信號(hào)通路對(duì)SKN-1的第74位及第340位的絲氨酸進(jìn)行的磷酸化修飾是SKN-1定位到腸道細(xì)胞核中的必要條件。O-GlcNAc修飾是一種從線蟲(chóng)到低等動(dòng)物再到哺乳動(dòng)物都高度保守的一種蛋白翻譯后修飾。O-GlcNAc修飾的位點(diǎn)和磷酸化修飾一樣都發(fā)生在絲氨酸和蘇氨酸殘基上,并且近些年的研究發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的磷酸化修飾通常與蛋白質(zhì)的O-GlcNAc修飾存在密切的相互作用。在秀麗線蟲(chóng)中有兩種酶負(fù)責(zé)催化蛋白質(zhì)的O-GlcNAc修飾。一個(gè)是負(fù)責(zé)加入O-GlcNAc修飾的乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶OGT-1蛋白,另一個(gè)是負(fù)責(zé)去O-GlcNAc修飾的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶OGA-1蛋白。同時(shí)有研究證明了OGT-1和OGA-1蛋白的功能缺失影響線蟲(chóng)的衰老,但是,關(guān)于O-GlcNAc修飾是通過(guò)調(diào)控何種靶蛋白并參與調(diào)控衰老進(jìn)程的研究,目前還知之甚少。在本研究中,我們初次發(fā)現(xiàn)了SKN-1一種新的翻譯后修飾:O-GlcNAc修飾。首先,我們發(fā)現(xiàn),改變線蟲(chóng)體內(nèi)的整體的O-GlcNAc修飾水平可以改變SKN-1蛋白在腸道細(xì)胞核中的定位,進(jìn)而影響SKN-1對(duì)其靶基因表達(dá)的調(diào)控。其次,通過(guò)GST-Pulldown和CoIP實(shí)驗(yàn)證明OGT-1蛋白與SKN-1蛋白存在互相結(jié)合。通過(guò)結(jié)合體外的糖基化修飾反應(yīng)和質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了線蟲(chóng)的OGT-1蛋白可以對(duì)SKN-1蛋白的第470位絲氨酸和第493位的蘇氨酸進(jìn)行O-GlcNAc修飾。隨后,通過(guò)構(gòu)建O-GlcNAc修飾位點(diǎn)Ser470和Thr493發(fā)生突變的轉(zhuǎn)基因線蟲(chóng),我們發(fā)現(xiàn)SKN-1蛋白的Ser470和Thr493O-GlcNAc修飾促進(jìn)其在腸道細(xì)胞核內(nèi)的定位,并延長(zhǎng)了線蟲(chóng)的壽命及抗氧化應(yīng)激的能力。另外,氧化應(yīng)激能夠通過(guò)促進(jìn)OGT-1與SKN-1蛋白的結(jié)合,進(jìn)而增強(qiáng)SKN-1蛋白的O-GlcNAc修飾水平,并抑制GSK-3對(duì)SKN-1蛋白的Ser483的磷酸化修飾。綜合以上研究表明,我們發(fā)現(xiàn)了SKN-1的O-GlcNAc修飾可以正向調(diào)控SKN-1的功能,維持正常的線蟲(chóng)壽命及抗氧化應(yīng)激的能力。這項(xiàng)研究對(duì)于為研究高級(jí)動(dòng)物體內(nèi)SKN-1的同源物Nrf1/2的O-GlcNAc修飾調(diào)控個(gè)體衰老及衰老相關(guān)性疾病的發(fā)生發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q419

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋麗娜;王京蘭;錢小紅;蔡耘;;O-GlcNAc修飾蛋白質(zhì)的生理功能和研究方法[J];生命的化學(xué);2007年01期

2 劉華東;陳永湘;趙玉芬;李艷梅;;O-GlcNAc修飾研究進(jìn)展[J];中國(guó)科技論文在線;2007年08期

3 叢琦;顧玉超;于文功;;蛋白質(zhì)O-GlcNAc修飾的檢測(cè)技術(shù)[J];中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào);2012年06期

4 覃培斌;董潤(rùn)安;彭博;應(yīng)萬(wàn)濤;錢小紅;;O-GlcNAc糖蛋白/糖肽的分離富集方法[J];生命的化學(xué);2013年02期

5 王s，

本文編號(hào)：1317925