發(fā)布時間：2018-03-27 21:40

  本文選題：SAMHD1　切入點：dNTP水解酶　出處：《吉林大學》2016年博士論文

【摘要】：包含SAM和HD結構域的蛋白(即SAMHD1蛋白)是一個非常獨特的蛋白。它是目前為止唯一一個已知可以通過水解作用直接調控細胞d NTP水平的酶,它是可以抑制包括逆轉錄病毒等多種病毒感染的抗病毒因子,它還是人體自身免疫疾病AGS綜合癥和家族性紅斑狼瘡的相關蛋白。這一切都說明,SAMHD1在人體細胞中的地位舉足輕重。然而,人們對SAMHD1蛋白功能的理解并不全面。首先,未有充足的證據表明d NTPase活性在SAMHD1抑制逆轉錄病毒感染的作用;其次,作為一種干擾素誘導蛋白,SAMHD1在干擾素誘導出的抗病毒活性中扮演何種角色也尚不清楚;再者,鑒于逆轉錄病毒和逆轉錄元件復制過程的相似性,SAMHD1能否調控細胞內源逆轉錄元件活性也待考察。這些都是本論文在立題時所要解答的問題。本論文通過對SAMHD1生物學功能的系統(tǒng)研究,得到以下成果:1.SAMHD1可能并不參與干擾素所誘導的抗病毒活性干擾素可以在外周血免疫細胞中誘導出很強的抗病毒活性。在體外實驗中,類似的現(xiàn)象可以在單核細胞THP-1細胞中得以重復。本論文的研究發(fā)現(xiàn),IFNα和PMA在THP-1細胞中都可以誘導出抗病毒活性,但是IFNα的誘導活性更為強大。有趣的是,無論IFNα還是PMA都無法誘導THP-1細胞中SAMHD1蛋白水平的增多。后續(xù)報道表明,PMA可以恢復SAMHD1蛋白的抗病毒能力,而Vpx蛋白則可以誘導SAMHD1蛋白的降解。因此,表達Vpx蛋白的野生型SIV可以突破PMA在THP-1中誘導出的抗病毒活性。但是,無論是HIV-1、SIV、還是SIVΔvpx都無法突破IFNα的作用。實際上,SIV根本無法在IFNα刺激的THP-1細胞中誘導SAMHD1蛋白的降解,一方面說明逆轉錄病毒無法膜融合作用將核心顆粒釋放到IFNα刺激的THP-1細胞中,另一方面也說明在SAMHD1蛋白發(fā)揮作用之前,IFNα已經激活了其它免疫通路來防止THP-1細胞被感染。與此同時,我們有證據顯示,即使在分裂細胞中,SAMHD1也參與細胞對逆轉錄病毒的抑制。2.SAMHD1是全新的逆轉錄元件調控因子逆轉錄元件是真核細胞內唯一利用逆轉錄活性實現(xiàn)自身復制的DNA元件,其活性和血友病以及癌癥的發(fā)病相關。有跡象表明,逆轉錄元件的活性與人體自身免疫疾病同樣存在聯(lián)系。作為AGS相關蛋白的SAMHD1很可能通過d NTPase活性抑制逆轉錄元件的逆轉錄過程來抑制逆轉錄元件活性并調控細胞免疫。結果表明,SAMHD1確實可以有效地抑制多種逆轉錄元件的活性,并且這種抑制確實是通過抑制逆轉錄元件的逆轉錄活性實現(xiàn)的。然而,細致的分析則表明,SAMHD1抑制逆轉錄元件并非通過d NTPase活性,而主要是通過特異性誘導LINE1 ORF2p蛋白的降解實現(xiàn)的。對不同物種的SAMHD1蛋白抗LINE1活性的試驗證明SAMHD1的這一活性在哺乳動物中是保守的。而AGS相關突變則在不同程度上削弱了SAMHD1對逆轉錄元件活性的抑制能力,說明AGS相關蛋白、逆轉錄元件、細胞免疫激活三者存在潛在的聯(lián)系。3.四聚體是SAMHD1發(fā)揮生物學功能的必要條件SAMHD1的N末端截短突變體109-626和120-626在抑制LINE1活性的功能上存在極大不同。這一現(xiàn)象引發(fā)了我們對兩者結構差異的興趣,并最終導致了SAMHD1四聚體形式的發(fā)現(xiàn)。本論文隨后考察了四聚體形式對SAMHD1各個生物學功能的意義。結果發(fā)現(xiàn),單體突變體D137A僅保留了5%的d NTPase活性。在U937細胞中,D137A幾乎無法抑制逆轉錄病毒的感染。而在HEK293T細胞中,單體D137A和二聚體120-626都不再可以有效地抑制LINE1的活性。這說明四聚體是SAMHD1發(fā)揮生物學功能的必要條件。更讓人驚訝的是,四聚體還是SAMHD1被Vpx誘導降解的前提條件。這一切都說明了四聚體形式對SAMHD1蛋白的重要意義。綜上,本論文的研究結果從多個不同的角度深入考察了SAMHD1蛋白在細胞中的生物學功能,揭示了SAMHD1參與調控逆轉錄元件活性的全新功能,發(fā)現(xiàn)了SAMHD1蛋白參與蛋白穩(wěn)定性調控的證據,并驗證了四聚體形式是SAMHD1發(fā)揮全部生物學功能的必要條件。這些發(fā)現(xiàn)對理解SAMHD1在細胞中的活性提出了更多的信息,為探索SAMHD1作為抗病毒因子的功能提供了更多線索,對解析SAMHD1調控細胞免疫系統(tǒng)的機制具有指導意義,并將為防治艾滋病和人體自身免疫疾病手段的研發(fā)提供分子機制和靶點。
[Abstract]:This paper studies the biological function of SAMHD1 , which can inhibit the anti - viral activity of SAMHD1 in THP - 1 cells . In this paper , we investigated the biological function of SAMHD1 protein in cells , and demonstrated that SAMHD1 is a necessary condition for the biological function of SAMHD1 .

【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q26

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1 趙可;細胞因子SAMHD1生物學功能的研究[D];吉林大學;2016年

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本文編號：1673323