转录因子Nrf1与Nrf2差异性调控抗氧化解毒基因表达
发布时间：2021-04-17 07:59
研究背景长期以来,Nrf2作为重要的抗氧化转录因子而受到广泛关注,随着研究深入,发现同一家族的Nrf1分子所发挥的抗氧化功能也不容忽视。Nrf1是重要的跨膜转录因子,以特定方式锚定于内质网上,当需要时会经一系列复杂的翻转、修饰和加工过程从内质网逆转位释放到细胞浆,再进入细胞核调控下游基因的表达。有研究发现,全基因组敲除Nrf1后小鼠胚胎在13.5天时因严重氧化应激而死亡;而敲除Nrf2后则无明显表型,但小鼠胚胎对氧化刺激的敏感性升高;在Nrf1和Nrf2双敲后,小鼠胚胎在约9.5天时死亡。提示Nrf1与Nrf2在功能上有重叠也有区别。另有研究发现,Nrf1与Nrf2均可通过抗氧化元件（ARE）来调控靶基因表达,但两者对相关基因的调控存在差异,其具体机制仍未阐明。因此,通过研究Nrf1和Nrf2对抗氧化解毒基因的差异性调控,可帮助理解两者在功能上的异同。研究方法与结果（1）利用qRT-PCR与Western Blot技术,测定tBHQ（50uM）或DTT（1mM）刺激四种细胞系(HepG2,及基于HepG2构建的Nrf1?-/-、Nrf2-/-...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Nrf1的生理功能[20]
图 1.2 Nrf1 的主要结构[38]Figure 1.2 Structure of Nrf1富含 Asn / Ser / Thr 糖结构域（NST；氨基酸 299-400）。NST 结构域是 Nrf1的糖基化区域，该结构域在 Nrf2 中并不存在。在 N-乙酰葡糖胺转移酶作用下 Nrf1被 N-连接糖基化，这一过程发生在 ER 腔内，糖基化位点是推定的该结构域内 7个天冬酰胺位点[39]。在重新定位后[39]，Nrf1 的部分结构被转至内质网的胞质一侧，TAD 结构域（AD1，NST，AD2，SR）被转至膜外，且 NST 结构域在 N-糖苷酶（PNGase）作用下去糖基化[18]（图 1.3）。去糖基化作用与血糖含量较低有关[39]。去糖基化和蛋白酶体选择性切割作用下产生了有活性的 Nrf1 亚型[18, 39]。这些亚型从内质网释放进入到细胞核中与 Maf 蛋白相互作用，并调控 ARE-依赖型基因的表达。NST域也包含推定的跨膜相关螺旋 TMi[18, 39, 40]。酸性结构域 2（AD2；氨基酸 403-452）。AD2 和 NST 结构域是 Nrf1 仅有的两个正调控结构域。AD2 是酸性-疏水性两性结构，可辅助 TADs 与转录复合体相互作用，激活靶基因的转录。在 Nrf1 去糖基化和选择性剪切期间，AD2 连同 AD1，
图 1.3 Nrf1 在内质网上的动态调控模型[18]Figure 1.3 Proposed modle for Nrf1 dynamic regulation in ER1.2.4 Nrf1 的下游基因Nrf1 对抗氧化相关基因的调控。有研究者用胚胎显微注射技术培育出 Nrf1 缺失的嵌合体小鼠，发现小鼠肝细胞大量凋亡且出现组织坏死，通过检测发现细胞中具有 ARE 位点的抗氧化蛋白表达量下降[29]，这就提示我们 Nrf1 可能在抗氧化基因的调控中起重要作用。谷胱甘肽（Glutathione，GSH）是生物体内重要的抗氧化剂[49]。GSH 在肝内合成主要分为两个步骤，分别由谷氨酸－半胱氨酸连接酶（GCL）、谷胱甘肽合成酶（GSS）催化，目前公认前者为限速酶，由催化亚基（GCLC）和调节亚基（GCLM）组成。有研究者发现在 Nrf1-/-细胞中 GSS 蛋白水平明显下降，GCLM 也降低 3-4倍，进一步实验后证实了 Nrf1 可与 GCLM 的启动子区相结合[50]。另外，还有研究者在双荧光素酶报告基因实验中发现，Nrf1 可与 GCLC 启动子区的 ARE 位点相结合[24]。这些结果均表明 Nrf1 直接参与了抗氧化剂 GSH 的合成。除此之外，
本文编号：3143095
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Nrf1的生理功能[20]
图 1.2 Nrf1 的主要结构[38]Figure 1.2 Structure of Nrf1富含 Asn / Ser / Thr 糖结构域（NST；氨基酸 299-400）。NST 结构域是 Nrf1的糖基化区域，该结构域在 Nrf2 中并不存在。在 N-乙酰葡糖胺转移酶作用下 Nrf1被 N-连接糖基化，这一过程发生在 ER 腔内，糖基化位点是推定的该结构域内 7个天冬酰胺位点[39]。在重新定位后[39]，Nrf1 的部分结构被转至内质网的胞质一侧，TAD 结构域（AD1，NST，AD2，SR）被转至膜外，且 NST 结构域在 N-糖苷酶（PNGase）作用下去糖基化[18]（图 1.3）。去糖基化作用与血糖含量较低有关[39]。去糖基化和蛋白酶体选择性切割作用下产生了有活性的 Nrf1 亚型[18, 39]。这些亚型从内质网释放进入到细胞核中与 Maf 蛋白相互作用，并调控 ARE-依赖型基因的表达。NST域也包含推定的跨膜相关螺旋 TMi[18, 39, 40]。酸性结构域 2（AD2；氨基酸 403-452）。AD2 和 NST 结构域是 Nrf1 仅有的两个正调控结构域。AD2 是酸性-疏水性两性结构，可辅助 TADs 与转录复合体相互作用，激活靶基因的转录。在 Nrf1 去糖基化和选择性剪切期间，AD2 连同 AD1，
图 1.3 Nrf1 在内质网上的动态调控模型[18]Figure 1.3 Proposed modle for Nrf1 dynamic regulation in ER1.2.4 Nrf1 的下游基因Nrf1 对抗氧化相关基因的调控。有研究者用胚胎显微注射技术培育出 Nrf1 缺失的嵌合体小鼠，发现小鼠肝细胞大量凋亡且出现组织坏死，通过检测发现细胞中具有 ARE 位点的抗氧化蛋白表达量下降[29]，这就提示我们 Nrf1 可能在抗氧化基因的调控中起重要作用。谷胱甘肽（Glutathione，GSH）是生物体内重要的抗氧化剂[49]。GSH 在肝内合成主要分为两个步骤，分别由谷氨酸－半胱氨酸连接酶（GCL）、谷胱甘肽合成酶（GSS）催化，目前公认前者为限速酶，由催化亚基（GCLC）和调节亚基（GCLM）组成。有研究者发现在 Nrf1-/-细胞中 GSS 蛋白水平明显下降，GCLM 也降低 3-4倍，进一步实验后证实了 Nrf1 可与 GCLM 的启动子区相结合[50]。另外，还有研究者在双荧光素酶报告基因实验中发现，Nrf1 可与 GCLC 启动子区的 ARE 位点相结合[24]。这些结果均表明 Nrf1 直接参与了抗氧化剂 GSH 的合成。除此之外，
本文编号：3143095
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