Nrf2/PGC1α途徑整合抗氧化與蛋白酶體活性調(diào)控卵巢癌順鉑敏感性機(jī)制的研究
發(fā)布時間:2021-01-06 05:06
卵巢癌是死亡率最高的婦科惡性腫瘤,近年來藥物抵抗成為治療卵巢癌的一個主要挑戰(zhàn)。腫瘤細(xì)胞的化療耐藥與多種因素相關(guān),包括:DNA損傷修復(fù),化療藥物誘導(dǎo)的凋亡逃逸,ROS介導(dǎo)的氧化還原狀態(tài)以及蛋白降解等。目前認(rèn)為,探討不同信號間的交互調(diào)控能更深入的闡明腫瘤耐藥機(jī)制。蛋白酶體活性在腫瘤發(fā)生及化療耐藥中發(fā)揮了重要作用,且多種癌癥中蛋白酶體水平異常升高。蛋白酶體能夠清除氧化應(yīng)激過程中受損蛋白以減輕氧化應(yīng)激損傷,而抗氧化能力的增強(qiáng)能夠促進(jìn)20S及19S蛋白酶體亞基的表達(dá)。提示,蛋白酶體活性與氧化還原功能間存在著相互調(diào)控作用,探究兩者間關(guān)系將更加有助于解決卵巢癌化療耐藥問題。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)(UPS)通過調(diào)節(jié)參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞周期途徑的蛋白來維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。抑制蛋白酶體功能能夠引起促凋亡蛋白的積累,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。然而,近來臨床研究發(fā)現(xiàn),并非所有腫瘤都對蛋白酶體抑制劑敏感。蛋白酶體抑制劑抵抗的腫瘤患者其抗氧化基因的表達(dá)水平普遍較高。其中,核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2,基因名NEF212)介導(dǎo)的抗氧化應(yīng)激途徑作為抵抗機(jī)制在蛋白酶體抑制劑耐藥表型中被發(fā)現(xiàn)。Nrf2能夠調(diào)控蛋白酶體成熟蛋白(POMP)的...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
順鉑的作用方式[21]
受損蛋白在被泛素修飾后即被蛋白酶體識別。26S蛋白酶體是真核生物中主要的蛋白酶,在胞漿和胞核中都可以對蛋白進(jìn)行降解。主要由包含蛋白水解核心微粒(CP)的20S和調(diào)節(jié)微粒(RP)的19S組成。20S核心蛋白酶體包含四個以αββα排列的堆疊環(huán),每個環(huán)包含四個亞基。外α亞基充當(dāng)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)催化位點(diǎn)的門,而內(nèi)β亞基具有蛋白水解胰凝乳蛋白酶樣(β5),胰蛋白酶樣(β2)以及PGPH樣(β1)活性。此外,還包含免疫蛋白酶體20Si,其中包含不同的催化亞基集,分別成為β1i,β2i和β3i。20S以ATP非依賴的方式降解錯誤折疊蛋白或短肽。20S的水解活性位點(diǎn)單獨(dú)隔離在圓柱形復(fù)合體管腔內(nèi),以避免對胞內(nèi)蛋白的非特異性降解。RP包含6個可以直接連到CPα環(huán)的AAA+型ATP酶亞單位(Rpt1-6)以及13個非ATP酶亞單位(Rpn1-3,5-13以及15)。19S的RP是一個由多個亞單位組成的大型復(fù)合體,具有多種酶的活性:ATP酶,泛素及去泛素等。其在ATP存在情況下,與20S的蛋白酶體的一端或兩端結(jié)合,將泛素化的蛋白指引到中心活性位點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行降解[26,27]。進(jìn)入20S CP的泛素蛋白由19S RP嚴(yán)格把控,只允許顯示正確Ub標(biāo)簽的蛋白進(jìn)入。除了19S RP,11S調(diào)節(jié)者(PA28)也負(fù)責(zé)對進(jìn)入20S CP的蛋白進(jìn)行監(jiān)督,它能替代19S RP形成免疫蛋白酶體。近來研究發(fā)現(xiàn),越來越多蛋白質(zhì)可直接通過20S蛋白酶體降解,無需被泛素化(如圖1.2)。1.2.2 泛素-蛋白酶體與腫瘤
Nrf2是有效的bZIP轉(zhuǎn)錄因子,屬于cap‘n’collar(CNC)家族蛋白。在氧化應(yīng)激條件下,能誘導(dǎo)多種解毒和細(xì)胞保護(hù)性基因表達(dá)。Nrf2具有7個Nrf2-ech同源結(jié)構(gòu)域(Neh1-7),每一個都具有不同的功能(如圖1.3)。Neh1包含CNC-bZIP的DNA結(jié)合域,能夠促使Nrf2和小Marf蛋白的ZIP結(jié)構(gòu)域形成異二聚體。Neh2區(qū)域包含兩個高度保守的氨基酸片段,DLG和ETGE。主要作用是介導(dǎo)Nrf2和它的負(fù)向調(diào)節(jié)因子Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1(Keap1)的結(jié)合,以及介導(dǎo)7個賴氨酸殘基的泛素化進(jìn)而誘導(dǎo)Nrf2被泛素蛋白酶體系統(tǒng)降解。Neh3結(jié)構(gòu)域能與染色體ATP酶或解旋酶DNA結(jié)合蛋白家族成員CHD6結(jié)合,CHD6可作為轉(zhuǎn)錄共激活子來促進(jìn)ARE介導(dǎo)的基因的轉(zhuǎn)錄。Neh4和Neh5能夠共同介導(dǎo)Nrf2的轉(zhuǎn)錄活性,它們與Neh3結(jié)構(gòu)域均屬于反式激活結(jié)構(gòu)域。Neh6結(jié)構(gòu)域是一個絲氨酸富集的區(qū)域,包含兩個保守的肽基DSGIS和DSAPGS。糖原合成激酶3β(GSK3β)能夠通過調(diào)控DSGIS磷酸化,進(jìn)而促進(jìn)Nrf2被β-轉(zhuǎn)錄重復(fù)包含蛋白(β-Tr CP)介導(dǎo)的泛素蛋白酶體降解,參與Nrf2穩(wěn)定性調(diào)控。Neh7結(jié)構(gòu)域通過兩種蛋白之間的物理聯(lián)系參與了視黃酮受體α對Nrf2轉(zhuǎn)錄活性的抑制[58]。Nrf2活性的調(diào)控復(fù)雜且多面,主要從轉(zhuǎn)錄水平,轉(zhuǎn)錄后水平及蛋白穩(wěn)定性加以控制(如圖1.4)。轉(zhuǎn)錄水平可受多種基因如NF-κB、Kras、Myc、PI3K/AKT及Notch通路的調(diào)控[60-62]。值得注意的是,Nrf2啟動子區(qū)含有ARE序列,能提供正反饋機(jī)制來擴(kuò)大Nrf2效應(yīng)[63]。microRNA以及Nrf2轉(zhuǎn)錄體的異常可以通過轉(zhuǎn)錄后修飾使得Nrf2活性下降[64,65]。此外,Nrf2介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控受細(xì)胞背景、活性刺激,對ARE元件的識別以及與其他激活子或抑制因子的競爭和合作等的影響。
本文編號:2959982
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
順鉑的作用方式[21]
受損蛋白在被泛素修飾后即被蛋白酶體識別。26S蛋白酶體是真核生物中主要的蛋白酶,在胞漿和胞核中都可以對蛋白進(jìn)行降解。主要由包含蛋白水解核心微粒(CP)的20S和調(diào)節(jié)微粒(RP)的19S組成。20S核心蛋白酶體包含四個以αββα排列的堆疊環(huán),每個環(huán)包含四個亞基。外α亞基充當(dāng)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)催化位點(diǎn)的門,而內(nèi)β亞基具有蛋白水解胰凝乳蛋白酶樣(β5),胰蛋白酶樣(β2)以及PGPH樣(β1)活性。此外,還包含免疫蛋白酶體20Si,其中包含不同的催化亞基集,分別成為β1i,β2i和β3i。20S以ATP非依賴的方式降解錯誤折疊蛋白或短肽。20S的水解活性位點(diǎn)單獨(dú)隔離在圓柱形復(fù)合體管腔內(nèi),以避免對胞內(nèi)蛋白的非特異性降解。RP包含6個可以直接連到CPα環(huán)的AAA+型ATP酶亞單位(Rpt1-6)以及13個非ATP酶亞單位(Rpn1-3,5-13以及15)。19S的RP是一個由多個亞單位組成的大型復(fù)合體,具有多種酶的活性:ATP酶,泛素及去泛素等。其在ATP存在情況下,與20S的蛋白酶體的一端或兩端結(jié)合,將泛素化的蛋白指引到中心活性位點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行降解[26,27]。進(jìn)入20S CP的泛素蛋白由19S RP嚴(yán)格把控,只允許顯示正確Ub標(biāo)簽的蛋白進(jìn)入。除了19S RP,11S調(diào)節(jié)者(PA28)也負(fù)責(zé)對進(jìn)入20S CP的蛋白進(jìn)行監(jiān)督,它能替代19S RP形成免疫蛋白酶體。近來研究發(fā)現(xiàn),越來越多蛋白質(zhì)可直接通過20S蛋白酶體降解,無需被泛素化(如圖1.2)。1.2.2 泛素-蛋白酶體與腫瘤
Nrf2是有效的bZIP轉(zhuǎn)錄因子,屬于cap‘n’collar(CNC)家族蛋白。在氧化應(yīng)激條件下,能誘導(dǎo)多種解毒和細(xì)胞保護(hù)性基因表達(dá)。Nrf2具有7個Nrf2-ech同源結(jié)構(gòu)域(Neh1-7),每一個都具有不同的功能(如圖1.3)。Neh1包含CNC-bZIP的DNA結(jié)合域,能夠促使Nrf2和小Marf蛋白的ZIP結(jié)構(gòu)域形成異二聚體。Neh2區(qū)域包含兩個高度保守的氨基酸片段,DLG和ETGE。主要作用是介導(dǎo)Nrf2和它的負(fù)向調(diào)節(jié)因子Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1(Keap1)的結(jié)合,以及介導(dǎo)7個賴氨酸殘基的泛素化進(jìn)而誘導(dǎo)Nrf2被泛素蛋白酶體系統(tǒng)降解。Neh3結(jié)構(gòu)域能與染色體ATP酶或解旋酶DNA結(jié)合蛋白家族成員CHD6結(jié)合,CHD6可作為轉(zhuǎn)錄共激活子來促進(jìn)ARE介導(dǎo)的基因的轉(zhuǎn)錄。Neh4和Neh5能夠共同介導(dǎo)Nrf2的轉(zhuǎn)錄活性,它們與Neh3結(jié)構(gòu)域均屬于反式激活結(jié)構(gòu)域。Neh6結(jié)構(gòu)域是一個絲氨酸富集的區(qū)域,包含兩個保守的肽基DSGIS和DSAPGS。糖原合成激酶3β(GSK3β)能夠通過調(diào)控DSGIS磷酸化,進(jìn)而促進(jìn)Nrf2被β-轉(zhuǎn)錄重復(fù)包含蛋白(β-Tr CP)介導(dǎo)的泛素蛋白酶體降解,參與Nrf2穩(wěn)定性調(diào)控。Neh7結(jié)構(gòu)域通過兩種蛋白之間的物理聯(lián)系參與了視黃酮受體α對Nrf2轉(zhuǎn)錄活性的抑制[58]。Nrf2活性的調(diào)控復(fù)雜且多面,主要從轉(zhuǎn)錄水平,轉(zhuǎn)錄后水平及蛋白穩(wěn)定性加以控制(如圖1.4)。轉(zhuǎn)錄水平可受多種基因如NF-κB、Kras、Myc、PI3K/AKT及Notch通路的調(diào)控[60-62]。值得注意的是,Nrf2啟動子區(qū)含有ARE序列,能提供正反饋機(jī)制來擴(kuò)大Nrf2效應(yīng)[63]。microRNA以及Nrf2轉(zhuǎn)錄體的異常可以通過轉(zhuǎn)錄后修飾使得Nrf2活性下降[64,65]。此外,Nrf2介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控受細(xì)胞背景、活性刺激,對ARE元件的識別以及與其他激活子或抑制因子的競爭和合作等的影響。
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