谷胱甘肽胞质降解酶ChaC1的生物学特征与功能

谷胱甘肽是一种神奇的小分子活性肽,在生物体内发挥着重要的抗氧化与解毒排毒功能。目前,对谷胱甘肽代谢的了解主要集中在合成代谢,对于其分解代谢的了解知之甚少。谷胱甘肽的分解代谢长期以来被认为不会发生在细胞质内。随着谷胱甘肽特异性γ-谷氨酰环转移酶ChaC1的发现和研究,谷胱甘肽在细胞质中分解代谢逐步揭开神秘面纱。ChaC1是γ-谷氨酰环转移酶家族的一员,可特异性将还原型谷胱甘肽(GSH)分解成半胱氨酰甘氨酸和5-氧脯氨酸,而不作用于氧化型谷胱甘肽(GSSG)。人源和鼠源ChaC1的氨基酸序列高度相似。人源ChaC1的第115位谷氨酸或鼠源ChaC1第116位谷氨酸突变会导致ChaC1丧失降解谷胱甘肽的活性。ChaC 1基因的敲除会导致小鼠和斑马鱼死亡,提示ChaC1在个体发育中发挥着极其重要的生理作用。另一方面,在不同的肿瘤类型中均发现ChaC 1基因高表达,并且与预后差成正相关。这提示ChaC1同样有着重要的病理生理作用。本文从结构特征、催化活性及表达调控等几个方面对近年来ChaC1的研究进展进行综述,同时概述了ChaC1在个体发育及疾病发生中的作用,为解析相关疾病的发病机制及寻找治疗策略提供了新思路。

微孢子虫感染下意大利蜜蜂谷胱甘肽降解酶基因AmCHAC2的表达分析

[目的]通过生物信息学鉴定意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)谷胱甘肽特异性γ-谷氨酰环转移酶2(AmCHAC2),并通过定量PCR分析该蛋白的编码基因AmCHAC2在意大利蜜蜂组织中的时空表达特征,探讨该基因在蜜蜂抵抗微孢子虫感染中的作用。[方法]采用多重序列比对分析AmCHAC2的氨基酸序列特征和结构域组成;在线预测该蛋白的结构、互作蛋白网络、细胞定位特征和功能;构建系统进化树分析该蛋白的的系统分类和进化关系;实时定量PCR分析AmCHAC2在供试蜜蜂组织中的时空表达特征;采用试剂盒检测分析供试蜜蜂组织谷胱甘肽含量的表达特征;采用ELISA法检测分析供试蜜蜂中肠活性氧含量。[结果]AmCHAC2由245个氨基酸残基组成,相对分子质量为28.3 kDa, pI为6.71。AmCHAC2为疏水蛋白,不具备信号肽,定位于细胞质。供试蜜蜂在感染东方蜜蜂微孢子虫(Noseama ceranae)14 d后大量死亡,存活率仅为23%;与对照组相比,感染微孢子虫的供试蜜蜂胸部和中肠组织中AmCHAC2表达明显上调,GSH含量明显下降,且中肠内活性氧含量明显上升而触发氧化应激。[结论]AmCHAC2在受到东方蜜蜂微孢子虫感染后表达上调,这可能在意大利蜜蜂抵抗微孢子虫感染过程中扮演着重要角色。