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大鼠脑缺血诱导脑组织中SUMOylation修饰变化的研究
目的:研究大鼠脑缺血组织中SUMO-1、SIRT-1和SUMO-1/SIRT-1的变化,探讨SUMO化修饰对大脑缺血的保护机制.方法:将25只Wistar大鼠随机分为2h组、6h组、12h组、24h组和对照组各5只.对照组不进行处理,2h组、6h组、12h组、24h组建立局灶性脑缺血模型,分别2h、6h、12h、24h处死大鼠,对照组在2h处死,研究组取大鼠缺血部位皮质组织,对照组取相应部位皮质组织,Western-Blot法测定脑组织中的SUMO-1、SIRT-1和SUMO-1/SIRT-1蛋白质水平.结果:缺氧2h后SUMO-1、SIRT-1、SIRT-1/SUMO-1复合物开始升高,和对照组比有统计学差异(P＜0.05),缺氧12h达到SUMO-1表达达到高峰,24h后降低,但仍较对照组和2h、6h表达为高(P＜0.05).结论:SUMO-1、SIRT-1和SUMO-1/SIRT-1参与了脑缺血中保护脑组织的过程,其机制可能与SUMO修饰上调SIRT-1的去乙酰化水平与关,详细机制还有待进一步研究.
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选择性脑低温对大鼠脑缺血再灌注时皮质小泛素样修饰蛋白化的影响
目的 评价选择性脑低温对大鼠脑缺血再灌注时皮质小泛素样修饰蛋白(SUMO)化的影响.方法 清洁级健康雄性SD大鼠120只,8周龄,体重200～ 250 g,采用随机数字表法分为4组(n=30):假手术组(S组)、缺血再灌注组(I/R组)、选择性脑低温组(H组)和37℃生理盐水组(N组).采用线栓法阻断大鼠右侧大脑中动脉,缺血2h后I/R组拔除线栓恢复灌注,H组拔除线栓即刻由右侧颈内动脉以100 ml·kg-1·h-1速率输注10～13℃生理盐水20 min,N组以同样速率输注37℃生理盐水20 min.于再灌注后6、24和48 h时进行神经功能缺陷评分,采用TUNEL法检测缺血侧皮质细胞凋亡率,Western blot法测定缺血侧皮质SUMO特异性蛋白酶3(SENP3)、结合状态SUMO2/3表达水平.结果 与S组比较,其余3组大鼠各时点神经功能缺陷评分和细胞凋亡率升高,结合状态SUMO2/3表达上调,I/R组和N组SENP3表达上调,H组SENP3表达下调(P＜0.01);与I/R组比较,H组神经功能缺陷评分和细胞凋亡率降低,结合状态SUMO2/3表达上调,SENP3表达下调(P＜0.05).结论 选择性脑低温减轻大鼠脑缺血再灌注损伤的机制与其增强皮质SUMO化有关.
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去SUMO化蛋白酶的生物学功能与作用基础研究
小泛素样修饰蛋白(SUMO)修饰是一种新发现的类泛素蛋白质修饰形式.SUMO修饰由活化酶E1、接合酶E2和连接酶E3等三个酶相继作用来完成.同时它又是一个动态的、可逆的过程,其去SUMO修饰的过程则是由SUMO特异性蛋白酶(SENP)家族来介导.在蛋白质SUMO修饰的动态过程中,SENP介导的去SUMO过程是决定其靶蛋白质SUMO修饰水平的一个主要因素,同时也是SUMOylation被调节的一个主要环节.SENP家族包括SENP1、SENP2、SENP3、SENP5、SENP6、SENP7等成员,每个成员具有不同的细胞内定位和底物特异性.虽然对其生化特性进行了大量研究,但SENP在参与的细胞生命活动过程中的作用并未十分了解.我们通过分析SENP1和SENP2基因敲除小鼠的表型,发现了SENP1通过正反馈机制调控缺氧-HIF1α和雄激素受体所介导的信号通路,从而在HIF1α与AR所参与的生理病理过程中发挥了重要作用.同时,我们发现SENP2通过调控PeG的活性,参与心脏的发育过程.这些结果表明SENP在调控其靶蛋白所参与的信号通路中发挥了重要作用.
关键词： 小泛素样修饰蛋白 蛋白质修饰 SUMO特异性蛋白酶 -
SUMO-BMP7融合蛋白的表达及纯化
采用融合表达技术,将BMP-7与SUMO(Small ubiquitin-related modifier)基因通过PCR技术连接起来,组成SUMO-BMP7基因片段,双酶切后插入到pET28a载体中克隆,挑取单克隆进行酶切及菌落PCR检测,提取检测结果为阳性的质粒,转化进大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达.SUMO属于小泛素样修饰因子,具有帮助蛋白质折叠的作用,可提高目的蛋白的表达量和增加目的蛋白的可溶性,经特异性酶切后,目的蛋白能够得到天然的N末端;结果:表达后经超声、Ni-NTA纯化得到SUMO-BMP7融合蛋白.确定了可溶性SUMO-BMP7适宜的诱导温度、诱导时间和IPTG浓度,得到了电泳纯度大约98%的SUMO-BMP7融合蛋白;获得的可溶性融合蛋白,具有很高的表达量.分离纯化后,SDS-PAGE纯度可达到98%左右.为其下一步的酶切和活性研究提供基础.
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核因子-κB信号通路中小泛素样修饰蛋白与2型糖尿病的关系
小泛素样修饰蛋白化是通过一系列小泛素样修饰蛋白(small ubiquitin-related modifier,SUMO)酶介导的生化级联反应将SUMO共价结合于靶蛋白的赖氨酸残基上,提高蛋白质稳定性,介导靶分子定位和功能调节的过程.经典通路κB抑制蛋白激酶(inhibitory protein κB kinase β,IKKβ)/核因子κB(nuclear factors κB,NF-κB)途径是炎性反应的关键信号转导通路.而NF-κB是公认的参与炎症和免疫反应的调节因子.研究发现,不仅NF-κB抑制蛋白(inhibitory protein,IκBa)的SUMO化修饰参与NF-kB信号通路的调节,而且SUMO酶可以直接介导NF-kB对靶基因的转录调控,某些蛋白也可能与SUMO化蛋白有相互作用.文中对SUMO修饰系统、SUMO循环及参与SUMO化循环的酶对NF-kB信号通路的转录调控及其与2型糖尿病相关性研究进行综述.
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小泛素样修饰蛋白与神经元功能研究进展
小泛素样修饰蛋白是泛素样蛋白家族成员之一,目前已报道的小泛素样修饰蛋白包括小泛素样修饰蛋白1、2、3、4.蛋白质的小泛素样修饰蛋白化修饰是一种重要翻译后蛋白质修饰,参与细胞生理功能的调节.小泛素样修饰蛋白化修饰是细胞核功能的重要调节方式,在蛋白组装和功能方面有重要作用.小泛素样修饰蛋白化修饰参与神经细胞分化和控制突触形成,调节突触传递和细胞存活.在中枢神经系统中小泛素样修饰蛋白有众多蛋白底物,其靶蛋白的小泛素样修饰蛋白化修饰障碍介导了神经系统疾病的发生、发展.本文对蛋白质的小泛素样修饰蛋白化修饰与神经系统疾病和神经元功能障碍的研究进展作一综述.
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小泛素样修饰蛋白在缺血性脑损伤中研究进展
小泛素样修饰蛋白(small ubiquitin-like modifier,SUMO)是一组能与底物蛋白的赖氨酸残基发生共价结合的蛋白.在生理和病理条件下,SUMO可通过与不同底物蛋白的结合调节机体各种生物学过程.SUMO与底物蛋白结合的过程称为SUMO化,是可逆过程.脑缺血时脑组织中SUMO化水平明显升高,且在深低温和中度低温情况下SUMO化水平明显升高.这种缺血后激活的SUMO化被认为是一种内源性神经保护反应.本文对蛋白质的SUMO化修饰在缺血性脑损伤中的研究进展作一综述.
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深低温停循环猪脑组织中小泛素样修饰蛋白表达实验研究
目的 观察深低温停循环后猪脑组织中小泛素样修饰蛋白(small ubiquitin-like modifier,SUMO) 2/3水平的表达.方法 24只中华小型猪中,6只行体外循环1 h(体外循环组);其余18只行深低温停循环1h,其中仅行深低温停循环6只(停循环组);深低温停循环过程中行顺行脑灌注,灌注流量25 mL/(kg·min)为脑灌注25组6只,灌注流量50mL/(kg·min)为脑灌注50组6只.术后2h处死猪留取海马及皮质脑组织标本,采用Western blot法检测SUMO2/3水平、SUMO特异性结合酶(E2) Ubc9、SUMO特异性蛋白酶(sentrin-specific protease,SENP)、凋亡因子Bax和caspase-3、抗凋亡因子Bcl-2表达水平.结果 停循环组海马区及皮质区SUMO2/3(2 505.80±140.85、2 516.20±169.17)、Ubc9(646.32±18.46、868.39±20.63)、Bax(645.91±8.89、784.31±13.03)、caspase-3 (765.80±20.84、818.06±10.86)表达水平明显高于体外循环组[SUMO2/3 (889.12±5.71、886.73±10.32)、Ubc9 (218.37±6.74、291.58±4.05)、Bax(202.26±2.05、300.40±3.69)、caspase-3(129.45±14.20、292.15±5.41)]、脑灌注25组[SUMO2/3(1 587.50±135.10、1 656.74±120.00)、Ubc9(522.60±14.42、569.30±19.09)、Bax(506.05±1.78、650.23±24.40)、caspase-3(566.41±20.67、408.66±13.85)]和脑灌注50组[SUMO2/3(1 207.91±115.78、1 196.63±28.37)、Ubc9(350.48±14.70、454.71±17.74)、Bax(462.20±6.86、502.49±16.73)、caspase-3(449.45±20.67、357.75±18.87)](P＜0.01);SENP(251.99±12.50、340.27±16.39)、Bcl-2(431.78±19.77、224.36±14.53)表达水平明显低于体外循环组[SENP(752.26±4.45、874.10±7.93)、Bcl-2(761.33±5.77、791.97±7.27)]、脑灌注25组[SENP(380.60±13.20、411.13±11.68)、Bcl-2(535.85±18.00、420.35±21.47)]和脑灌注50组[SENP(426.63±16.42、599.30±17.55)、Bcl-2(634.86±14.84、624.67±13.15)](P＜0.01);脑灌注50组海马和皮质区脑组织中SUMO2/3、Ubc9、Bax和caspase-3表达水平明显低于脑灌注25组(P＜0.01),高于体外循环组(P＜0.01),SENP和Bcl-2表达水平高于脑灌注25组(P＜0.01),低于体外循环组(P＜0.01).结论 在猪的深低温停循环模型中,选择性顺行脑灌注能起到较好的脑保护作用,其中灌注流量50 mL/(kg·min)较25 mL/(kg·min)具有更好的保护效果;SUMO2/3水平增加是深低温停循环脑损伤时启动的内源性应激反应,通过增加SUMO化、减少去SUMO化共同实现.
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小泛素样修饰蛋白与心脏结构发育研究进展
小泛素样修饰蛋白(small ubiquitin-related modifiers,SUMO)是类泛素蛋白家族中的一员.SUMO化是一种蛋白翻译后修饰,借助一系列酶促反应与底物发生可逆的共价结合,参与并调节许多细胞内生理活动,包括细胞周期,DNA复制与修复,转录调节,染色质重建,蛋白质间相互作用,亚细胞结构定位,促进蛋白酶体降解等,这一系列的生理作用被证实与神经系统疾病,肿瘤的发展与转移等多种疾病密切相关.近年来,SUMO化在心血管系统中的作用倍受关注,本文主要阐述SUMO化在心脏结构发育过程及其对先天性心脏病影响的研究进展.
