真核生物的基因表達(dá)過(guò)程涉及多個(gè)復(fù)雜而精密的調(diào)控過(guò)程。其中,無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解途徑（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）可以識(shí)別并降解含有提前終止密碼子（premature termination codon,PTC）的異常mRNA,從而避免截短蛋白質(zhì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的潛在危害。此外,NMD途徑還可以調(diào)控細(xì)胞中約10%或者20%的正常mRNA或非編碼RNA的表達(dá)水平,以確保機(jī)體細(xì)胞的內(nèi)平衡,與胚胎的發(fā)育、細(xì)胞的免疫及神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育等密切相關(guān)。因此,對(duì)NMD途徑機(jī)制的研究具有重要意義。NMD途徑的核心問(wèn)題是對(duì)含有無(wú)義密碼子的mRNA的識(shí)別及降解。到目前為止,趨于主流的主要有3個(gè)模型:以哺乳動(dòng)物為代表的外顯子連接復(fù)合體（exon junction complex,EJC）模型;以果蠅為代表的3?-UTR（untranslated sequence）模型;以釀酒酵母為代表的DSE（downstream sequence element）模型。但是其詳細(xì)機(jī)制尚未闡釋清楚�；谠鷦�(dòng)物藍(lán)氏賈第蟲(chóng)（Giardia lamblia）進(jìn)化地位的特殊性,通過(guò)對(duì)藍(lán)氏賈第蟲(chóng)中NMD途... 

【文章來(lái)源】：山西大學(xué)山西省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

NMD途徑的功能[5]

進(jìn)入胞質(zhì)的非剪接前體 mRNA、可變剪接產(chǎn)物、假基因或無(wú)效基因重有上游開(kāi)放閱讀框(uORF)的 mRNA[9]、含有長(zhǎng)非編碼區(qū)的 mRNding RNAs, lncRNAs)等[5]。此外還有一些個(gè)例，如：硒蛋白是一種富含Se)的多肽家族，并且含有不常見(jiàn)的硒代半胱氨酸（Sec）[10]，有證據(jù)表碼的轉(zhuǎn)錄本能被 NMD 途徑識(shí)別并降解，因?yàn)槊艽a子 UGA 通常作為終作用，但在特殊序列元件存在的條件下也能編碼為硒代半胱氨酸（Sec子位于最后一個(gè)外顯子處時(shí)，其可抵抗 NMD 途徑的降解；當(dāng)該密碼子子處時(shí)，容易被 NMD 途徑識(shí)別并降解。前研究表明 NMD 途徑的底物包含以下幾個(gè)特征：突變、移碼或可變剪C 的出現(xiàn)；含有上游開(kāi)放閱讀框（uORF）的 mRNA；長(zhǎng)的 3 -UTR 等（圖并非全是如此，如血小板生成素（TPO）[11]，含有 7 個(gè) uORF，但是 途徑核心因子 UPF1 后，其表達(dá)量并不受影響，說(shuō)明 uORF 并不是啟動(dòng)必要條件；在對(duì)不同長(zhǎng)度 3 -UTR 的轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)[12]，并不均可引發(fā) NMD 途徑，還與一些其他因子相關(guān)[13]。

圖 1.3 UPF1 的結(jié)構(gòu)示意圖[16]Fig 1.3 The structure of UPF11.3.1.2 UPF2UPF2 作為 NMD 途徑的核心因子，目前已被廣泛研究，人的 UPF2（hUpf2）在進(jìn)化上是比較保守的，不僅是在裂殖酵母（Schizosaccharomycespombe）中而且在釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）[30]、線蟲(chóng)（Caenorhabditiselegans）中也是高度保守的。通過(guò)對(duì)人 NMD 途徑的研究，發(fā)現(xiàn) UPF2 蛋白質(zhì)分子量為 148kDa[31, 32]，其主要分布在細(xì)胞質(zhì)中，但也有少量在核質(zhì)中發(fā)現(xiàn)[33]。UPF2 不同結(jié)構(gòu)域的的分子結(jié)構(gòu)和相應(yīng)功能在之前已開(kāi)展了詳細(xì)的研究。UPF包括四個(gè)核心區(qū)域，其中含有 3 個(gè) MIF4G（middleportionofeukaryoticinitiationfacto4-gamma）結(jié)構(gòu)域及一個(gè)與 UPF1 的 CH 結(jié)構(gòu)域相互作用的 C 末端結(jié)構(gòu)。MIF4G-3 結(jié)構(gòu)域可以與 UPF3 的 RRM（RNA recognition motif）結(jié)構(gòu)域相互作用。與此同時(shí)，SMG1 也可非競(jìng)爭(zhēng)性的與 MIF4G-3 結(jié)構(gòu)域相互作用。MIF4G-1 和 MIF4G-2 結(jié)構(gòu)域在UPF 蛋白-EJC 復(fù)合物的形成過(guò)程中發(fā)揮著不可替代的作用，二者作為重要的節(jié)點(diǎn)[34

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]SMG1-UPF1-eRF1-eRF3復(fù)合體參與賈第蟲(chóng)無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解激活[J]. 王美,呂佳,石文鑫,柴楊麗,文建凡,張西臣,柴寶峰.  中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]無(wú)義mRNA降解途徑的機(jī)制與進(jìn)化[J]. 柴寶峰,王美,石文鑫,柴楊麗,呂佳.  山西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[4]質(zhì)譜技術(shù)鑒定體外藍(lán)氏賈第鞭毛蟲(chóng)的細(xì)胞骨架蛋白[J]. 何冰,劉廣偉,曹蕾,余源,陳陽(yáng),田喜鳳,楊志宏,盧思奇,趙永強(qiáng).  中國(guó)病原生物學(xué)雜志. 2010(12)
[5]藍(lán)氏賈第蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)染研究進(jìn)展[J]. 劉全,張西臣.  中國(guó)人獸共患病雜志. 2004(03)
[6]賈第蟲(chóng)（Giardia）原始特性的研究進(jìn)展[J]. 沈劍釗.  動(dòng)物學(xué)雜志. 1996(01)



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