长牡蛎干扰素调节因子（CgIRF-1和CgIRF-8）对干扰素系统调控机制的初步研究
发布时间：2020-08-28 04:00
【摘要】：干扰素调节因子(Interferon regulatory factor,IRFs)是一类具有多种生物学功能的转录调节因子,在调节抗病毒免疫反应、免疫细胞的生长和分化以及肿瘤的形成中发挥重要的作用。目前,对脊椎动物干扰素调节因子及其介导的干扰素抗病毒免疫通路的研究已经比较透彻,但是在海洋无脊椎动物中的研究还处于起步阶段。本研究以长牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象,利用分子生物学、细胞生物学和生物信息学等相关技术,对长牡蛎IRF-1(命名为CgIRF-1)和IRF-8(命名为CgIRF-8)在干扰素系统中的调控功能进行了初步研究。CgIRF-1和CgIRF-8基因的开放阅读框全长分别为990 bp和1425 bp,分别编码229和473个氨基酸。CgIRF-1和CgIRF-8的氨基端高度保守,均包含典型的DBD结构域。对于羧基端,CgIRF-8含有典型的IAD1结构域;CgIRF-1与其他IRF-1/2家族中的分子一样,不具有IAD结构域并且序列相似性比较低,含有并不保守的转录激活结构域。值得指出的是,CgIRF-1的后100个氨基酸中包含一些酪氨酸、丝氨酸和苏氨酸,这些氨基酸被磷酸化后,IRF-1的转录活性增强。CgIRF-1和CgIRF-8 mRNA在各组织中均呈组成型表达,且都在血淋巴细胞中表达量最高。细胞内定位显示,CgIRF-1在长牡蛎血细胞的细胞核和细胞质中均有分布,而CgIRF-8主要分布于细胞质中。Poly(I:C)处理48小时后,长牡蛎血淋巴细胞中CgIRF-1 mRNA表达量显著增加(p0.05)。原核重组表达蛋白CgIRF-1(rCgIRF-1)能够在体外结合ISRE经典基序。双荧光素酶报告基因实验显示,CgIRF-1能够显著增强CgIFNLP的启动子活性(p0.05),而CgIRF-8能够显著抑制CgIFNLP的启动子活性(p0.05);共转染实验表明,CgIRF-1和CgIRF-8能够协同抑制CgIFNLP的启动子活性(p0.01)。以上研究结果表明,与脊椎动物相比,长牡蛎的干扰素因子家族成员CgIRF-1和CgIRF-8分子在结构上高度保守;CgIRF-1能够响应poly(I:C)刺激引起的免疫应答,通过激活长牡蛎中干扰素系统调节抗病毒免疫应答反应;CgIRF-8则与CgIRF-1协同抑制干扰素系统防止机体出现过免疫反应。本研究为进一步研究长牡蛎干扰素调节因子家族成员的结构和功能奠定了重要的理论基础,同时也为研究无脊椎动物干扰素系统的抗病毒免疫调节机制提供了参考。
【学位授予单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S917.4
【图文】：
图 1-1 识别 RNA 病毒的模式识别受体[4]Fig 1-1 Pattern-recognition receptors (PRRs) for RNA virus recognitions 被诱导产生、分泌到胞外后，与分布于细胞表面的受体结合，激活 janus 激和转录激活因子 (janus kinase signal transducer and activator of transcription, 信号通路，进而发挥生物学效应。I 型 IFNs 与受体 IFNAR1 和 IFNAR2 结合，段 Tyr被 Tyk 2和 Jak磷酸化，募集信号转导和激活转录因子 1 (signal transvator of transcription, STAT1) 和 STAT2。STAT1 和 STAT2 形成异源二聚体并被与 IRF-9 形成三聚体转移进入核内作用于干扰素刺激基因 (interferon stimuISGs) 启动子区的干扰素刺激反应元件 (IFN-stimulated response element，ISR下游基因转录[32, 33]。 型 IFN 与受体 IFNGR1 和 IFNGR2 相结合，受体胞活的 JAK1 和 JAK2 磷酸化后招募 STAT1，STAT1 形成同源二聚体，被磷酸核内，结合到 IFN-γ激活位点 (gamma-interferon-activation sites, GAS)，最终的表达[34]。 型 IFNs 结合受体后，STAT1 和 STAT2 发生磷酸化，与 IRF-9录复合体，诱导下游基因的转录表达，最终发挥抗病毒、抗增殖和免疫调节，效应分子通过 3 种途径发挥抗病毒作用分别是：Mx (Myxovirus-resistant)白激酶 PKR (Double-stranded RNA-activated protein kinase) 通路，2′-5′-寡聚
N、ISG 和其它密切相关基因的表达而发挥多种生物学效应[38]。目前 经 鉴 定 出 了 11 种 IRFs， 分 别 是 IRF-1 、IRF-2 、IRF-/ICSAT、IRF-5 、IRF-6 、IRF-7 、IRF-8/ICSBP 和 IRF-9/ISGF3γ/p48其中 IRF11 只在硬骨鱼中发现[39]。所有的 IRFs 成员在其氨基端都含角-螺旋型的 IRF 结构域，又称为 DNA 锚定结构域 (DBD)，它可以反应原件 (ISRE：A/GNGAAANNGAAACT) 的 DNA 序列 （如图 4-6 个保守的色氨酸残基 (Trp)，这 5 个保守的残基对识别含有 5’-GADNA 序列具有重要作用[40]。除了 IRF-1 和 IRF-2，脊椎动物 IRFs 的 结构域 (IAD1)，这是一个与 Smad 家族的 MH2 结构域相似的结构域F 成员或其他的转录调节因子发生同源或异源二聚化[29] [41]。IRF-1 和个 IAD2 结构域，是由 PEST 结构域（富含脯氨酸，谷氨酸，丝氨外，IRF-1 的羧基端还具有保守性很低的激活结构域（在 IRF-1 的多个酪氨酸）；IRF-2 的羧基端具有抑制结构域（在 IRF-2 的最后 2酸，精氨酸和赖氨酸）[42, 43]。IRFs 蛋白结构中的 DBD 和 IAD 决定因调节中所发挥的不同作用。
图 3-3 CgIRF-8 与其他脊椎动物 IRF-8 的多序列比对MART 预测长牡蛎 CgIRF-8 的蛋白结构。(B) 脊椎动物和无脊椎动物 IRF-8比对。方框内分别为 IRF结构域 (DBD)和 IRF-3 结构域 (IAD1)。）Fig. 3-3 Multiple sequence alignment of CgIRF-8 with other IRF-8 from inverteprotein structure of CgIRF-8 from C. gigas predicted by SMART. (B) Comparisoes of the IRF-8 from invertebrates. Inside the box are the amino acid sequence o(DBD) and IRF-3domain (IAD1).)EGA6.0 软件，应用 neighbour-joining (NJ) 算法对 CgIRF-1和 Cg以及 NCBI 上已知的其它物种的 IRFs 家族序列构建进化树。有 建进化树，结果显示所有构建进化树的 IRFs 分子除了分成了 4 个一些特异性的分支（如图 3-4）。结果显示，CgIRF-1 首先与一支，然后与 CgIRF2-binding protein-like 聚到一起。而 CgIRF-1 与不同的亚支，但是与 IRF-1 家族中的其他 IRFs 聚为一群。CgIR，没有与脊椎动物中的 IRF-4 家族聚为一支，而是被分出来单独形
本文编号：2807075
【学位授予单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S917.4
【图文】：
图 1-1 识别 RNA 病毒的模式识别受体[4]Fig 1-1 Pattern-recognition receptors (PRRs) for RNA virus recognitions 被诱导产生、分泌到胞外后，与分布于细胞表面的受体结合，激活 janus 激和转录激活因子 (janus kinase signal transducer and activator of transcription, 信号通路，进而发挥生物学效应。I 型 IFNs 与受体 IFNAR1 和 IFNAR2 结合，段 Tyr被 Tyk 2和 Jak磷酸化，募集信号转导和激活转录因子 1 (signal transvator of transcription, STAT1) 和 STAT2。STAT1 和 STAT2 形成异源二聚体并被与 IRF-9 形成三聚体转移进入核内作用于干扰素刺激基因 (interferon stimuISGs) 启动子区的干扰素刺激反应元件 (IFN-stimulated response element，ISR下游基因转录[32, 33]。 型 IFN 与受体 IFNGR1 和 IFNGR2 相结合，受体胞活的 JAK1 和 JAK2 磷酸化后招募 STAT1，STAT1 形成同源二聚体，被磷酸核内，结合到 IFN-γ激活位点 (gamma-interferon-activation sites, GAS)，最终的表达[34]。 型 IFNs 结合受体后，STAT1 和 STAT2 发生磷酸化，与 IRF-9录复合体，诱导下游基因的转录表达，最终发挥抗病毒、抗增殖和免疫调节，效应分子通过 3 种途径发挥抗病毒作用分别是：Mx (Myxovirus-resistant)白激酶 PKR (Double-stranded RNA-activated protein kinase) 通路，2′-5′-寡聚
N、ISG 和其它密切相关基因的表达而发挥多种生物学效应[38]。目前 经 鉴 定 出 了 11 种 IRFs， 分 别 是 IRF-1 、IRF-2 、IRF-/ICSAT、IRF-5 、IRF-6 、IRF-7 、IRF-8/ICSBP 和 IRF-9/ISGF3γ/p48其中 IRF11 只在硬骨鱼中发现[39]。所有的 IRFs 成员在其氨基端都含角-螺旋型的 IRF 结构域，又称为 DNA 锚定结构域 (DBD)，它可以反应原件 (ISRE：A/GNGAAANNGAAACT) 的 DNA 序列 （如图 4-6 个保守的色氨酸残基 (Trp)，这 5 个保守的残基对识别含有 5’-GADNA 序列具有重要作用[40]。除了 IRF-1 和 IRF-2，脊椎动物 IRFs 的 结构域 (IAD1)，这是一个与 Smad 家族的 MH2 结构域相似的结构域F 成员或其他的转录调节因子发生同源或异源二聚化[29] [41]。IRF-1 和个 IAD2 结构域，是由 PEST 结构域（富含脯氨酸，谷氨酸，丝氨外，IRF-1 的羧基端还具有保守性很低的激活结构域（在 IRF-1 的多个酪氨酸）；IRF-2 的羧基端具有抑制结构域（在 IRF-2 的最后 2酸，精氨酸和赖氨酸）[42, 43]。IRFs 蛋白结构中的 DBD 和 IAD 决定因调节中所发挥的不同作用。
图 3-3 CgIRF-8 与其他脊椎动物 IRF-8 的多序列比对MART 预测长牡蛎 CgIRF-8 的蛋白结构。(B) 脊椎动物和无脊椎动物 IRF-8比对。方框内分别为 IRF结构域 (DBD)和 IRF-3 结构域 (IAD1)。）Fig. 3-3 Multiple sequence alignment of CgIRF-8 with other IRF-8 from inverteprotein structure of CgIRF-8 from C. gigas predicted by SMART. (B) Comparisoes of the IRF-8 from invertebrates. Inside the box are the amino acid sequence o(DBD) and IRF-3domain (IAD1).)EGA6.0 软件，应用 neighbour-joining (NJ) 算法对 CgIRF-1和 Cg以及 NCBI 上已知的其它物种的 IRFs 家族序列构建进化树。有 建进化树，结果显示所有构建进化树的 IRFs 分子除了分成了 4 个一些特异性的分支（如图 3-4）。结果显示，CgIRF-1 首先与一支，然后与 CgIRF2-binding protein-like 聚到一起。而 CgIRF-1 与不同的亚支，但是与 IRF-1 家族中的其他 IRFs 聚为一群。CgIR，没有与脊椎动物中的 IRF-4 家族聚为一支，而是被分出来单独形
【参考文献】
相关博士学位论文 前1条
1 辛鲁生;长牡蛎白介素17及其信号通路分子的作用机制[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2016年
相关硕士学位论文 前1条
1 孙颖;长牡蛎肿瘤坏死因子（CgTNF-1）免疫调节机制的初步研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2014年
本文编号：2807075
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/scyylw/2807075.html
