磷酸酶STEP调控ERK活性的分子机制

发布时间：2017-09-11 18:03

  本文关键词：磷酸酶STEP调控ERK活性的分子机制

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【摘要】：研究背景 纹状体富集蛋白质酪氨酸磷酸酶(Striatal enriched tyrosine phosphatases, STEP)是突触可塑性的重要的调节因子。STEP蛋白水平和活性水平的异常将导致认知障碍,造成多种神经系统退行性疾病。STEP的一个最重要的下游调节因子是细胞外调节蛋白激酶(Extracellular Regulated Protein Kinases, ERK)。ERK在细胞中调节膜电位水平的变化、树突状蛋白的合成、核转录调节、神经元存活及神经树突的形成和稳定[1]。因此干预STEP和ERK的相互作用对于治愈神经系统功能紊乱有重要的治疗意义。但是对于STEP特异性识别ERK的机制并没有完全了解。因此对这一机制的研究将极大的推进针对STEP的药物治疗。 研究目的 研究STEP去磷酸化ERK的分子机制和STEP的基本催化机制 材料与方法 将STEP野生型序列亚克隆到PET15b表达载体上,并以该表达质粒为模板构建一系列的突变和模板。STEP及其突变和截短的表达和纯化通过Ni-NTA亲和柱和液相色谱进行。STEP磷酸酶活性的检测选择pNPP、磷酸化短肽以及体外纯化制备的磷酸化ERK蛋白作为底物。通过研究STEP不同点突变对底物的不同酶学催化常数Kcat、Km、Kcat/Km解释STEP催化ERK去磷酸化的分子机制。并进一步通过pH依赖性和解离基团pKa依赖性的研究揭示T541在STEP催化中的作用。 结果 STEP可以在体外有效的去磷酸化ERK。KIS结构域的缺失将明显降低STEP对底物的催化活动。针对KIM结构域的保守氨基酸点突变的酶动力学研究STEP KIM同底物的结合模式不同于HePTP.针对F311的突变明显降低了STEP对底物的识别和结合能力。T541通过与Q-loop和WPD loop的相互作用参与到STEP的催化过程中。 结论 STEP是高效的ERK酪氨酸磷酸酶,其催化不但需要催化区域和KIM区域的参与,同样需要KIMN端的KIS结构域的调节参与。STEP的KIM与ERK等底物的结合方式明显不同于HePTP。F311同ERK的V205的相互作用是STEP识别ERK的热点。T541参与到STEP去磷酸化过程中从磷酸根的生成到释放的整个过程中。我们的结果不仅提供了STEP去磷酸化ERK的详细的分子机制,同时也为针对STEP的特异性的药物设计提供了新的方案。
【关键词】：纹状体特异性富集磷酸酶(STEP) 细胞外调节蛋白激酶(ERK) 酪氨酸磷酸化 阿尔茨海默病
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R3411
【目录】：

• 目录4-5
• CONTENTS5-6
• 中文摘要6-8
• 英文摘要8-10
• 符号说明10-11
• 前言11-16
• 材料与方法16-27
• 结果27-47
• 讨论47-51
• 结论51-52
• 参考文献52-58
• 致谢58-59
• 学位论文评阅及答辩情况表59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈明;孙金鹏;刘晶;于晓;;糖尿病中蛋白酪氨酸磷酸酶的研究进展[J];生理学报;2010年02期

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本文编号：832232