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

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【摘要】：衰老是一種自然而又復雜的生理事件。無論是細胞,還是組織,甚至器官,個體會經(jīng)歷一個衰老的過程。在衰老的進程中,存在許多的生理生化的分子事件,如:氧化應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(C.elegans)只有約21天的壽命。因為壽命是個體衰老的重要指標之一,所以秀麗隱桿線蟲是一種研究衰老的十分理想的模式動物。在秀麗隱桿線蟲中,SKN-1(Skinhead-1)蛋白作為一個轉(zhuǎn)錄因子對于線蟲的氧化應激和衰老具有重要的調(diào)控作用。SKN-1在脊椎動物中的同源物是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。在線蟲中,SKN-1的活性受到了許多翻譯后修飾的調(diào)控,報道最多的是磷酸化修飾。SKN-1蛋白的磷酸化修飾可以通過調(diào)節(jié)其在腸道細胞核的定位進而調(diào)控SKN-1蛋白的活性。如AKT-1/-2激酶可以對SKN-1的12位絲氨酸進行磷酸化修飾,這種修飾會抑制SKN-1定位到線蟲腸道的細胞核中,進而抑制SKN-1的抗氧化應激及延緩衰老的能力。GSK-3(glycogen synthase kinase-3)對SKN-1第483位絲氨酸的磷酸化修飾也會抑制SKN-1的腸道細胞核的定位。相比較之下,P38-MAPK(Mitogen-activated protein kinase)信號通路對SKN-1的第74位及第340位的絲氨酸進行的磷酸化修飾是SKN-1定位到腸道細胞核中的必要條件。O-GlcNAc修飾是一種從線蟲到低等動物再到哺乳動物都高度保守的一種蛋白翻譯后修飾。O-GlcNAc修飾的位點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。在秀麗線蟲中有兩種酶負責催化蛋白質(zhì)的O-GlcNAc修飾。一個是負責加入O-GlcNAc修飾的乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶OGT-1蛋白,另一個是負責去O-GlcNAc修飾的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶OGA-1蛋白。同時有研究證明了OGT-1和OGA-1蛋白的功能缺失影響線蟲的衰老,但是,關(guān)于O-GlcNAc修飾是通過調(diào)控何種靶蛋白并參與調(diào)控衰老進程的研究,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蛋白在腸道細胞核中的定位,進而影響SKN-1對其靶基因表達的調(diào)控。其次,通過GST-Pulldown和CoIP實驗證明OGT-1蛋白與SKN-1蛋白存在互相結(jié)合。通過結(jié)合體外的糖基化修飾反應和質(zhì)譜檢測技術(shù)我們進一步發(fā)現(xiàn)了線蟲的OGT-1蛋白可以對SKN-1蛋白的第470位絲氨酸和第493位的蘇氨酸進行O-GlcNAc修飾。隨后,通過構(gòu)建O-GlcNAc修飾位點Ser470和Thr493發(fā)生突變的轉(zhuǎn)基因線蟲,我們發(fā)現(xiàn)SKN-1蛋白的Ser470和Thr493O-GlcNAc修飾促進其在腸道細胞核內(nèi)的定位,并延長了線蟲的壽命及抗氧化應激的能力。另外,氧化應激能夠通過促進OGT-1與SKN-1蛋白的結(jié)合,進而增強SKN-1蛋白的O-GlcNAc修飾水平,并抑制GSK-3對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,維持正常的線蟲壽命及抗氧化應激的能力。這項研究對于為研究高級動物體內(nèi)SKN-1的同源物Nrf1/2的O-GlcNAc修飾調(diào)控個體衰老及衰老相關(guān)性疾病的發(fā)生發(fā)展具有一定的指導意義。
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q419

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5 王s，

本文編號：1317925