α-晶体蛋白分子伴侣活性在白内障发病中作用的研究进展

α-晶体蛋白是晶状体中重要的成份蛋白质,是由αA和αB亚基组成的四聚体蛋白。长期被认为其功能主要是维持晶状体的结构和屈光性,自1992年Horwitz证实α-晶体蛋白具有分子伴侣(molecular chaperone)作用之后,大量的研究表明α-晶体蛋白能够抑制其它晶状体蛋白和酶的化学性修饰和热凝聚而保护其活性,对长期维持晶状体的透明性具有重要作用。αA亚基C-端序列和αB亚基C-端的伸展性的变化以及N-端区域的疏水性是维持α-晶体蛋白伴侣活性的重要因素。晶状体核的α-晶体蛋白具有年龄依赖性分子伴侣作用的降低。α-晶体蛋白翻译后修饰(post-translational modifications,PTM)不同程度地降低分子伴侣作用。分子伴侣作用的下降导致晶状体蛋白的凝聚和酶的失活,加剧了光线散射,从而形成晶状体混浊。寻找分子伴侣作用的保护剂或减少晶状体蛋白翻译后的修饰,将为白内障发病机理和临床防治的研究开辟一个崭新的领域。眼科学报2000;16:91-96。

次声对α-晶体蛋白分子伴侣活性的影响

目的 探讨次声对 α-晶体蛋白分子伴侣活性的影响 .方法 采用 Sephacryl S- 30 0凝胶柱分离牛α-晶体蛋白 .应用次声压力舱 ,以 16 Hz,130 d B次声作用 αL-晶体蛋白溶液 (g· L- 1 ) ,每天作用 2 h,连续 16 d.分光光度计检测 36 0nm时αL-晶体蛋白对加热诱导过氧化氢酶 (CAT)和βL-晶体蛋白凝聚的保护作用 .孵育 6 0 min,以 αL-晶体蛋白占对照靶蛋白光散射值的百分比表示α-晶体蛋白分子伴侣功能 .结果 与对照蛋白比较 ,α-晶体蛋白具有特异性保护 CAT和 βL-晶体蛋白热凝聚的作用 .次声作用第 16日 ,对照组 αL-晶体蛋白保护 βL-晶体蛋白热凝聚的作用为 (92 .0± 3.1) % ,次声组为 (81.2± 5 .4 ) % ,降低约 10 .8% (P<0 .0 1) ;对照组 αL-晶体蛋白保护 CAT热凝聚的作用为 (73.8± 5 .1) % ,次声组为(6 1.8± 9.1) % ,降低约 12 .0 % (P<0 .0 1) .

α-晶体蛋白干预大鼠RGCs过氧化损伤作用实验研究

目的观察α-晶体蛋白(-αcrystallin)在过氧化氢(H2O2)损伤大鼠视网膜神经节细胞(retina ganglion cells,RGCs)中的影响并探讨其机制。方法原代培养大鼠RGCs并用Thy1.1鉴定,-αcrystallin组加入α-晶体蛋白(10-4、10-5、10-6g/L)预处理2h,然后加入H2O2(终浓度为0.5mmol/L)进行损伤实验,观察3、12、24h细胞形态学变化、轴突长度和突起数目的变化及细胞凋亡发生,检测RGCs培养上清液中相关酶(超氧化物歧化酶/SOD、谷胱甘肽过氧化物酶/GSH Px和过氧化氢酶/CAT、乳酸脱氢酶/LDH)活性及丙二醛/MDA水平的变化。Fluo-3/AM荧光比值成像技术测定RGCs胞浆游离钙离子水平。结果单纯损伤组RGCs存活率与SOD、CAT、GSH Px活性随损伤时间延长显著降低,LDH活性和MDA含量升高;-αcrystallin组RGCs存活率与SOD、CAT、GSH Px活性升高,LDH、MDA生成减少,其变化呈浓度依赖性。-αcrystallin组RGCs突起断裂程度明显少于单纯损伤组。单纯损伤组24h DNA电泳出现明显凋亡梯形带,-αcrystallin低浓度组出现较弱凋亡带。单纯损伤组RGCs钙离子荧光强度急剧升高,12h达平台期。-αcrystallin组钙离子变化随-αcrystallin浓度增高而减弱。结论α-晶体蛋白能够减轻H2O2介导的RGCs自由基损伤效应,其机制与抑制RGCs钙离子内流、升高RGCs抗氧化酶活性有关。

老化过程中α-晶体蛋白分子伴侣活性的变化

目的:研究老化过程中α-晶体蛋白的分子伴侣功能。 方法:使用Sephacryl S-300HR分离幼年、中年和老年兔晶状体皮质和核α-晶体蛋白。测定α-晶体蛋白对加热(60℃)诱导过氧化氢酶(catalase,CAT)和β_L-晶体蛋白凝聚,果糖(37℃)和加热(60℃)诱导CAT失活的保护作用。 结果:四种评估伴侣功能的方法有类似的结果。不同年龄兔晶状体皮质α-晶体蛋白的保护作用较核强,α_H-晶体蛋白的伴侣功能均较α_L-晶体蛋白降低;随着老化晶状体皮质α_H-和α_L-晶体蛋白的伴侣功能无显著性降低,但核α_L-晶体蛋白伴侣功能的降低具有显著性。 结论:晶状体核α-晶体蛋白年龄依赖性伴侣功能的降低,可以参与老年性白内障的形成。眼科学报 2003;19:239-243。

硒性白内障α-晶体蛋白的分子伴侣特性

目的:研究硒性白内障α-晶体蛋白的分子伴侣特性。方法:制作SD大鼠亚硒酸钠性白内障模型,分离纯化正常和白内障晶状体α-晶体蛋白。观察α-晶体蛋白对过氧化氢酶（CAT）热凝聚的抑制作用。结果:正常和硒性白内障幼鼠晶状体α-晶体蛋白与对照蛋白比较,具有特异性抑制CAT热凝聚的作用;αH较αL-晶体蛋白伴侣功能降低;硒性白内障α-晶体蛋白的抑制作用下降,正常和白内障晶状体αH和αL-晶体蛋白伴侣功能两者之间分别比较均有显著性差异。结论:硒性白内障α-晶体蛋白抑制CAT热凝聚的分子伴侣活性下降是导致白内障形成的重要环节。眼科学报2001;17:78～81。

α-晶体蛋白的分子伴娘样作用与白内障

分子伴娘的功能是介导其它蛋白质的正确折叠和装配,但它本身却不是有功能的最终装配产物的组成成分。α晶体蛋白作为晶体中重要的成分蛋白,具有分子伴娘样活性,对各种变性剂包括加热、紫外线照射和化学处理造成的蛋白质非特异性的凝聚具有抑制作用,对糖基化诱导的重要的代谢和抗氧化酶的失活具有保护作用。α晶体蛋白分子伴娘作用的丧失与白内障发病密切相关。本文就其研究现状及前景作扼要综述。

人眼α-晶体蛋白分子伴娘活性的研究

目的 了解不同年龄人α-晶体蛋白分子伴娘活性,进一步探索α-晶体蛋白的分子伴娘活性与年龄相关性白内障形成间的关系。方法(1)用凝胶过滤法分别分离成年人及老年人水溶性晶体蛋白。在55℃高温条件,观察不同年龄人α-晶体蛋白对β-low晶体蛋白的凝集和变性的抑制程度差异。结果(1)两组不同年龄的人α-晶体蛋白对热诱导的β-low晶体蛋白的凝集和变性的抑制程度有差异,成年人α-晶体蛋白对热诱导的β-low晶体蛋白的凝集和变性的抑制作用比老年人α-晶体蛋白强。结论(1)随着年龄的增加,人α-晶体蛋白的分子伴娘活性呈下降趋势。

翻译后修饰对α-晶体蛋白分子伴侣活性的影响及白内障形成机制

翻译后修饰 (posttranslationalmodification ,PTM)是蛋白质翻译后通过酶的催化或酶控制下的反应而发生修饰 ,包括糖基化、氨甲酰化、氧化、磷酸化、乙酰化、脱酰胺和切除作用等。白内障和老化被认为是一类结构性疾病 (conformationaldisease)。PTM可造成蛋白质结构改变。α 晶体蛋白作为晶状体主要的结构蛋白质 ,具有分子伴侣 (molecularchaperone)活性 ,可抑制蛋白质的凝聚和酶的失活。PTM可诱导α 晶体蛋白分子内部或分子之间的交联 ,导致其分子伴侣活性降低 ,加速白内障形成。赖氨酸基团对PTM最敏感 ,封闭赖氨酸的ε 氨基基团 ,可阻止和延迟蛋白质交联。寻找抑制或阻断PTM的因子 ,有助于药物治疗此类疾病方法的突破。

离体氨甲酰化诱导α-晶体蛋白分子伴侣活性的丧失

目的:研究氨甲酰化作为晶状体蛋白质重要的翻译后修饰,对α-晶体蛋白分子伴侣活性的作用。方法:分离牛晶状体αL和βL-晶状体蛋白。αL-晶状体蛋白分别与不同浓度的[14C]氰酸钾温育1至7 d,采用三氯醋酸沉淀法测定αL-晶状体蛋白与[14C]氰酸基团的结合率。αL-晶状体蛋白分别与50和100 mmol.L-1氰酸钾37℃温育3至7 d,测定αL-晶体蛋白抑制βL-晶状体蛋白热凝聚的分子伴侣活性,高效液相色谱法(HPLC)分析αL-晶状体蛋白的氨甲酰化作用。结果:αL-晶状体蛋白与[14C]氰酸基团的结合率和离体氨甲酰化诱导的α-晶状体蛋白伴侣活性的降低呈剂量和时间依赖性。伴侣活性的降低与较高氰酸基团的结合相一致。与对照相比,100mmol.L-1氰酸钾温育7 d导致αL-晶体蛋白伴侣活性几乎殆尽。.HPLC结果提示与氰酸钾温育3 d后可发生剂量依赖性αL-晶体蛋白的凝聚。结论:离体氨甲酰化通过高分子量凝聚物的形成修饰α-晶体蛋白,氨甲酰化诱导α-晶体蛋白的凝聚可能导致其伴侣活性的丧失。

α-晶体蛋白对抗氧化酶失活的保护

α-晶体蛋白 ;分子伴侣 ;超氧化物歧化酶 ;过氧化氢酶 ;糖基化目的 研究 α-晶体蛋白的分子伴侣特性 .方法 采用 Sephacryl S-30 0 HR凝胶柱分离纯化牛α-晶体蛋白 .应用分光光度计检测超氧化物歧化酶 ( SOD)和过氧化氢酶 ( CAT)的活性 ,以酶失活后保留的酶活性占其对照组活性的百分比表示 α-晶体蛋白的伴侣作用 .结果 糖与酶的孵育导致时间依赖性的 SOD和 CAT失活 .果糖和核糖比 6-磷酸葡萄糖和葡萄糖具有糖基化诱导 SOD和 CAT的快速失活效应 .α-晶体蛋白与对照蛋白比较 ,具有特异性保护糖基化诱导 SOD和CAT的失活 .结论 本结果进一步支持 α-晶体蛋白具有分子伴侣活性 ,可保护酶的失活 .

对人眼晶状体α－晶体蛋白聚集体的准弹性激光散射研究

以准弹性激光散射技术，研究了人眼晶状体内α－晶体蛋白聚集体的扩散系数和流体力学半径，以及其弥散性随温度和浓度的变化。所研究的α－晶体蛋白用分离的方法分别取自成人和胚胎眼晶状体。研究结果表明，人眼α－晶体蛋白在一定浓度和温度下可形成聚集体，且其聚集体半径随α－晶体蛋白的浓度近乎线性地增大，随温度的增加而变小。对α－晶体蛋白溶液（５０ｍｍｏｌ／Ｌ磷酸脂缓冲液）的弥散度分析表明，溶液中有两种不同粒径的散射体，除开α－晶体蛋白聚集体外，还有一种粒径约为１８．５ｎｍ的估计是α－晶体蛋白单体分子。由于α－晶体蛋白分子的变性聚集在人眼白内障的形成起着重要作用，故本研究的结果对于人眼白内障随年龄及温度变化的发展过程及其机理的认识具有指导意义。

低分子量热激蛋白的进化研究

不同物种的低分子量热激蛋白 (sHSP)具有高度保守性 ,sHSP基因的保守性可以为生物进化提供一定的科学依据。对 6 2个低分子量热激蛋白基因 (shsps)与α晶体蛋白进行系统进化分析 ,在系统演化上形成两大分支 ,表明存在共同祖先。而α 晶体蛋白分支又由α 晶体蛋白A与α 晶体蛋白B两个分支构成 ,它们的演化顺序分别为鱼类 (AmalphaA ,OlalphaA) ,两栖类 (XlatphaA ,RcalphaA) ,然后是哺乳类动物与鸟类并行演化 ,与经典的形态系统分类基本一致。但进化树显示两栖类的hsp30 ,血吸虫的卵抗原smp4 0 ,人类hshsp2 5与Bmhsp2 1 4在演化地位中具有独特的作用 ,推测它们在人类与家蚕等物种的演化分析中具有重要地位。同时进化的多样性表明昆虫、鱼、鸟及哺乳动物的shsps以直源进化关系为主。

临产后子宫体部平滑肌高表达HSP27和αB-crystallin

目的:研究临产前后子宫体部平滑肌热休克蛋白27(HSP27)和α-晶体蛋白B链(αB-crystallin)的表达变化,探讨其在临产后子宫平滑肌收缩中的可能作用。方法:采用比较蛋白质组学技术鉴定出足月未临产和自然临产人子宫体部平滑肌中HSP27和αB-crystallin蛋白存在差异性表达,应用RT-PCR、免疫组化和免疫印迹方法对临产前后子宫体部平滑肌中HSP27蛋白的表达进行验证。结果:临产后子宫体部平滑肌高表达HSP27和αB-crystallin(P<0.05)。足月未临产和临产人子宫体部平滑肌双向凝胶电泳图谱均存在4个分子量相等、等电点不同的HSP27蛋白斑点,ImageMaster 2D Platinum软件分析仅有1个HSP27蛋白斑点具有显著差异(P<0.05),余3个HSP27蛋白斑点无显著差异(P>0.05)。RT-PCR、免疫组化和免疫印迹对HSP27蛋白验证结果与蛋白质组学一致。结论:HSP27和αB-crystallin蛋白在临产后人子宫体部平滑肌高表达,提示这2个小分子热休克蛋白可能参与了临产后子宫体部平滑肌细胞的收缩事件。