PINK1通過磷酸化修飾作用調(diào)控線粒體自噬進(jìn)程的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-06 13:32
帕金森癥(Parkinson’s Disease,PD),是一種典型的神經(jīng)系統(tǒng)變異性疾病。PD的主要病理特征為中腦多巴胺(dopamine,DA)能神經(jīng)元出現(xiàn)變異退化,紋狀體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì),即多巴胺數(shù)量顯著減少。帕金森癥的發(fā)病機(jī)理至今仍不清晰,但近幾年的多項(xiàng)研究揭示,線粒體功能障礙及異常的形態(tài)在帕金森癥發(fā)病機(jī)理上扮演重要角色。PINK1被證明是一種神經(jīng)保護(hù)激酶,在各種帕金森癥、阿爾茨海默癥和亨廷頓等神經(jīng)變性疾病模型中,具有一定的保護(hù)作用。PINK1蛋白通過維持線粒體的正常形態(tài)與膜電勢,保證線粒體功能,以對抗細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng),促進(jìn)線粒體正常能量代謝,維護(hù)細(xì)胞正常生命活動(dòng)。但其具體的調(diào)控機(jī)制尚不完全清楚。實(shí)驗(yàn)室前期通過串聯(lián)親和層析聯(lián)用質(zhì)譜的方法找到部分與PINK1相關(guān)的作用蛋白,其中包括一種線粒體蛋白TF1,并從生化及遺傳學(xué)等實(shí)驗(yàn)證實(shí)PINK1與TF1存在相互作用。本課題首先利用特異性磷酸化抗體發(fā)現(xiàn)PINK1激酶可對TF1蛋白進(jìn)行磷酸化修飾,并確定TF1的磷酸化位點(diǎn)。在細(xì)胞免疫熒光實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)過表達(dá)非磷酸化狀態(tài)的TFI會(huì)使線粒體數(shù)量減少,進(jìn)一步利用LC3標(biāo)記證實(shí)非磷酸化狀態(tài)的TF1可促進(jìn)線粒...
【文章來源】:福州大學(xué)福建省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖IP刀悶KI基因與帕金森癥相關(guān)性(引自網(wǎng)絡(luò))
體存在相互作用關(guān)系,使分子伴侶介導(dǎo)的自噬途徑受到抑制;此外,A53T突??型基因還會(huì)抑制自噬相關(guān)基因Beclinl的表達(dá),進(jìn)而阻斷自噬的起始[97]。??至今,LRRK2的突變基因己被在帕金森癥患者中鑒定出50多個(gè),其中??2019S的突變形式會(huì)使LRRK2的激酶活性增強(qiáng),造成多巴胺能祌經(jīng)細(xì)胞的毒??損傷抑1,同時(shí)也是引發(fā)常染色體顯性家族性帕金森癥的主要原因。LRRK2野??型或G2019S突變體過表達(dá)均可抑制LAMP2A復(fù)合物的形成,阻斷分子伴侶??導(dǎo)的自噬途徑,影響受損細(xì)胞器或冗余蛋白如a-突觸核蛋白等的清除[99]。??RRK2在大自噬上的作用至今仍存在較大的爭議,對于自噬的正向促進(jìn)或是反??抑制沒有明確界線。??GBA基因編碼的蛋白為葡糖腦苷脂酶(glucocerebrosidase,?GCase),存在于溶??體中,主要分解底物為葡糖腦苷脂。有研究發(fā)現(xiàn),GCase蛋白水平和酶活性在??金森癥患者的腦部均存在下降趨勢,提示GCase可能與帕金森癥的發(fā)病存在??聯(lián)。小鼠誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生神經(jīng)元(iPSC-NC)由于GCase蛋白活性缺失,導(dǎo)??溶酶體降解能力受損,自嗤途徑被阻斷;而恢復(fù)GCase蛋白活性后,則可挽??溶酶體功能及自噬[1GG]。??a-syn??
圖3?CRISPR/Cas9原理圖(引自網(wǎng)絡(luò))??要研究內(nèi)容??備特異性磷酸化抗體用于證實(shí)TF1的磷酸化修飾是PINK1直接作建TF1磷酸化位點(diǎn)突變的真核表達(dá)質(zhì)粒,通過細(xì)胞免疫熒光實(shí)驗(yàn)體生理功能的關(guān)系,并進(jìn)一步確定與線粒體自噬的相關(guān)性R/Cas技術(shù)構(gòu)建ATG5-K0細(xì)胞系,通過免疫共沉淀等實(shí)驗(yàn)方法5參與線粒體自噬的分子機(jī)制;同時(shí),利用轉(zhuǎn)基因果蠅品系的病遺傳學(xué)上探索TF丨參與線粒體自噬是否與Parkin相關(guān)。??究目的及意義??用生物學(xué)實(shí)驗(yàn)明確PINK1磷酸化TF1蛋白對線粒體自噬具有調(diào)蛋白組學(xué)及細(xì)胞生物學(xué)進(jìn)一步探索TF丨調(diào)控自噬的具體分子機(jī)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]線粒體自噬參與帕金森病發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 王英,張強(qiáng),樂衛(wèi)東. 中華臨床醫(yī)師雜志(電子版). 2015(21)
[2]PINK1與α-synuclein相互作用結(jié)構(gòu)域鑒定[J]. 付越姣,段春禮,龔普盛,賈煥珍,張建亮,趙春禮,魯玲玲,趙煥英,袁星星,楊慧. 中國生物工程雜志. 2011(12)
[3]早發(fā)性帕金森綜合征的PINK1基因變異分析(英文)[J]. 張學(xué)偉,張海南,廖冰,郭紀(jì)鋒,夏昆,唐北沙. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2011(06)
[4]Parkin、PINK1、DJ-1和線粒體功能障礙與帕金森病[J]. 楊輝,左伋,劉雯. 生命科學(xué). 2010(10)
[5]帕金森病病因的分子遺傳學(xué)研究進(jìn)展[J]. 劉焯霖,劉平. 中國臨床康復(fù). 2004(34)
本文編號:3387551
【文章來源】:福州大學(xué)福建省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖IP刀悶KI基因與帕金森癥相關(guān)性(引自網(wǎng)絡(luò))
體存在相互作用關(guān)系,使分子伴侶介導(dǎo)的自噬途徑受到抑制;此外,A53T突??型基因還會(huì)抑制自噬相關(guān)基因Beclinl的表達(dá),進(jìn)而阻斷自噬的起始[97]。??至今,LRRK2的突變基因己被在帕金森癥患者中鑒定出50多個(gè),其中??2019S的突變形式會(huì)使LRRK2的激酶活性增強(qiáng),造成多巴胺能祌經(jīng)細(xì)胞的毒??損傷抑1,同時(shí)也是引發(fā)常染色體顯性家族性帕金森癥的主要原因。LRRK2野??型或G2019S突變體過表達(dá)均可抑制LAMP2A復(fù)合物的形成,阻斷分子伴侶??導(dǎo)的自噬途徑,影響受損細(xì)胞器或冗余蛋白如a-突觸核蛋白等的清除[99]。??RRK2在大自噬上的作用至今仍存在較大的爭議,對于自噬的正向促進(jìn)或是反??抑制沒有明確界線。??GBA基因編碼的蛋白為葡糖腦苷脂酶(glucocerebrosidase,?GCase),存在于溶??體中,主要分解底物為葡糖腦苷脂。有研究發(fā)現(xiàn),GCase蛋白水平和酶活性在??金森癥患者的腦部均存在下降趨勢,提示GCase可能與帕金森癥的發(fā)病存在??聯(lián)。小鼠誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生神經(jīng)元(iPSC-NC)由于GCase蛋白活性缺失,導(dǎo)??溶酶體降解能力受損,自嗤途徑被阻斷;而恢復(fù)GCase蛋白活性后,則可挽??溶酶體功能及自噬[1GG]。??a-syn??
圖3?CRISPR/Cas9原理圖(引自網(wǎng)絡(luò))??要研究內(nèi)容??備特異性磷酸化抗體用于證實(shí)TF1的磷酸化修飾是PINK1直接作建TF1磷酸化位點(diǎn)突變的真核表達(dá)質(zhì)粒,通過細(xì)胞免疫熒光實(shí)驗(yàn)體生理功能的關(guān)系,并進(jìn)一步確定與線粒體自噬的相關(guān)性R/Cas技術(shù)構(gòu)建ATG5-K0細(xì)胞系,通過免疫共沉淀等實(shí)驗(yàn)方法5參與線粒體自噬的分子機(jī)制;同時(shí),利用轉(zhuǎn)基因果蠅品系的病遺傳學(xué)上探索TF丨參與線粒體自噬是否與Parkin相關(guān)。??究目的及意義??用生物學(xué)實(shí)驗(yàn)明確PINK1磷酸化TF1蛋白對線粒體自噬具有調(diào)蛋白組學(xué)及細(xì)胞生物學(xué)進(jìn)一步探索TF丨調(diào)控自噬的具體分子機(jī)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]線粒體自噬參與帕金森病發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 王英,張強(qiáng),樂衛(wèi)東. 中華臨床醫(yī)師雜志(電子版). 2015(21)
[2]PINK1與α-synuclein相互作用結(jié)構(gòu)域鑒定[J]. 付越姣,段春禮,龔普盛,賈煥珍,張建亮,趙春禮,魯玲玲,趙煥英,袁星星,楊慧. 中國生物工程雜志. 2011(12)
[3]早發(fā)性帕金森綜合征的PINK1基因變異分析(英文)[J]. 張學(xué)偉,張海南,廖冰,郭紀(jì)鋒,夏昆,唐北沙. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2011(06)
[4]Parkin、PINK1、DJ-1和線粒體功能障礙與帕金森病[J]. 楊輝,左伋,劉雯. 生命科學(xué). 2010(10)
[5]帕金森病病因的分子遺傳學(xué)研究進(jìn)展[J]. 劉焯霖,劉平. 中國臨床康復(fù). 2004(34)
本文編號:3387551
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