磺基转移酶SULT在疾病中的作用

硫酸化(sulfation)是人体内的主要共轭途径之一,它负责脱毒并从宿主体内清除有毒外源性化学物质和内源性小分子。人体内硫酸化反应主要由胞浆磺基转移酶(sulfotransferase,SULT)超家族成员催化的,此反应对于维持体内内源性小分子与外源性化合物的稳态具有重要作用。本文结合国内外关于SULT的报道,综述了SULT对癌症、脂质代谢紊乱等疾病的重要作用,最后对SULT的发展趋势和应用前景做出了展望。

新型芳基磺基转移酶在大肠杆菌中的表达及表征

肝素是动物源高度硫酸化、非均一的线性糖胺聚糖。芳基磺基转移酶参与肝素生物合成中磺基供体3′–磷酸腺苷–5′–磷酰硫酸(PAPS)的合成与再生,是实现肝素生理功能的关键酶。目前已报道的芳基磺基转移酶存在种类少、表达量低等问题。本研究采用隐马尔可夫模型挖掘获得10个鸟类来源的磺基转移酶,对新基因进行密码子优化并全合成到表达载体pET-32a上,转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21进行诱导表达。通过优化培养基成分、诱导温度、异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)浓度以及摇床转速,成功实现S4和S8的异源表达。在TB培养基中、诱导温度为16℃、使用0.4 mmol/L IPTG进行诱导、200 r/min转速条件下,菌株BL21/pET32a-Mbp-S4的S4蛋白表达量为60.6 mg/L。对S4蛋白进行纯化和酶活力表征,S4蛋白的最适反应温度为40℃,最适反应pH为7.0,比活力为3.3 mU/mg。通过超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)检测酶修饰后产物,进一步验证S4蛋白为芳基磺基转移酶。芳基磺基转移酶S4的成功表达为PAPS再生提供了功能元件。

磺基转移酶SULT家族及其在药物代谢中的作用

硫酸化(Sulfation)是人体内主要的共轭途径之一,它们是由胞浆磺基转移酶(sulfotransferase,SULT)超家族成员催化的重要Ⅱ期反应,在人体代谢中具有重要作用。本文总结了目前人体内存在的13种SULT的组织分布和功能的相关信息,并结合目前国内外相关报道,综述了SULT在几种临床药物代谢中的影响与作用,期待为今后的药物研发和临床研究提供一定的帮助。

芒果类黄酮磺基转移酶基因克隆及表达分析

利用前期芒果逆境差异显示的基因数据设计引物,从四季芒基因组DNA和cDNA中克隆了1条长为1208 bp的基因片段。生物信息学分析发现,该基因属于类黄酮磺基转移酶(flavonoid sulfotransferase)基因,在第71-334个氨基酸中包含一个保守的Sulfotransferase结构域,命名为芒果类黄酮磺基转移酶基因(MiST)。该基因编码341个氨基酸,分子量为85.14 ku,等电点为5.09,不含内含子,在不同芒果品种之间其核苷酸和氨基酸序列均高度保守。半定量表达模式分析显示,该基因在四季芒茎、叶、花和果中均有表达,但在谢花后20 d的小果和谢花后40 d的中果中的表达量较高,表明该基因可能与芒果果实中黄酮的生物合成有关。

马氏珠母贝磺基转移酶基因的克隆及功能

硫酸角质素具有丰富的携带大量负电荷的磺酸基团,参与生物矿化的成核过程。磺基转移酶催化磺酸基团的转移,对硫酸角质素的生物合成起决定性作用。本研究利用RACE技术克隆马氏珠母贝磺基转移酶PmCHST1a全长,并通过RNA干扰技术检测PmCHST1a对硫酸角质素合成及贝壳珍珠层形成的影响。结果显示,PmCHST1a基因全长1385 bp,编码366个氨基酸;含有磺基转移酶结构域,具有跨膜结构和信号肽,定位于高尔基体上。组织差异表达分析发现,PmCHST1a在中央膜显著高表达。注射PmCHST1a的RNAi探针后,PmCHST1a在中央膜的表达量显著下调,并且外套膜外液中硫酸角质素的浓度显著降低;SEM检测发现珍珠层结构紊乱。综上所述,PmCHST1a可能通过影响外套膜外液中硫酸角质素的合成,参与珍珠层的形成。本研究为进一步探讨磺基转移酶及其参与合成的糖胺聚糖硫酸角质素在马氏珠母贝生物矿化中的作用提供依据。

毛囊中磺基转移酶活性与局部外用米诺地尔治疗雄激素性秃发疗效相关性研究

目的:用生物标志物预测雄激素性秃发(AGA)患者的疗效。方法:307例AGA患者在脱发边缘区拔取生长期毛发,测量磺基转移酶(SULT 1A1)活性[用吸光度(A)值表示],并询问患者年龄、脱发家族史及体重指数(BMI)。予以2%米诺地尔外用,每日2次,每次1 mL,连续治疗6个月。在基线、治疗6个月时进行全局照相评估,根据患者治疗前后脱发面积和程度的变化判断疗效,将患者分为3组,无效组为病情未控制,脱发继续加重;控制组为病情得到控制;改善组为毛发有再生。结果:治疗6个月后,每例患者测量4根毛发时,改善组与控制组、无效组之间A值差异有统计学意义,控制组与无效组之间A值差异无统计学意义(P_(10)=0.000,P_(1-1)=0.028,P_(0-1)=0.702);每例患者测量8根毛发时,改善组与控制组、无效组之间A值差异有统计学意义,控制组与无效组之间A值差异无统计学意义(P_(10)=0.000,P_(1-1)=0.021,P_(0-1)=0.775)。不同疗效积分之间的A值差异无统计学意义(P>0.05)。A值与性别、年龄、脱发家族史、BMI、就诊时脱发严重程度和拔取毛发的部位无相关性。结论:检测SULT 1A1活性可以预测米诺地尔的疗效,4根毛发的敏感性为83%,特异性为82.6%;8根毛发的敏感性为83%,特异性为87%。

兔羟类固醇磺基转移酶AST-RB_2的分子克隆、表达和酶学特性

胞质磺基转移酶至少有三个基因家族组成 ,最近纯化到的一个兔羟类固醇磺基转移酶 AST- RB2 ( ST2 A8) ,对羟类固醇和胺类表现出很高的催化活性。为了鉴别此酶 ,兔的 c DNA文库用抗 AST- RB2 抗体筛选阳性克隆。根据纯化的 AST- RB2 氨基酸序列 ,可判定筛选的 c DNA克隆为编码 AST- RB2 的基因。克隆的 c DNA与其它哺乳动物的羟类固醇磺基转移酶 ( ST2 )在氨基酸水平有较高的同源性 ( 5 8%～ 6 8% ) ,但与芳香磺基转移酶 ( ST1 )的同源性较低 ( <37% )。在大肠杆菌中表达的蛋白质可催化典型的 ST2 底物硫酸化 ,根据 ST2 A8的基本结构及底物特异性可判定其属于 ST2 家族。在大肠杆菌中表达的 ST2 A8的细胞定位 (胞质 /不溶性片段 )也与鼠 ST2 A1和 ST2 A2有明显的不同。ST2 A8对石胆酸没有催化活性 ,但对脱氧表雄酮和睾酮却表现出极高的催化活性 ,由此表明 ST2 A各型 ( ST2 A1 ,ST2 A2、ST2 A3、ST2 A8)的内源性底物特异性有明显差异。

磺基转移酶预测米诺地尔治疗雄激素性秃发疗效的研究

目的:评价磺基转移酶的活性及其mRNA表达量指标用于预测米诺地尔治疗雄激素性秃发(AGA)疗效的可行性。方法:(1)研究选取135例米诺地尔治疗组和10例手术治疗组AGA患者。米诺地尔治疗组患者拔取生长期头发,测量磺基转移酶的活性(用吸光度A值表示)并予以2%米诺地尔于脱发区连续治疗6个月,在初诊和治疗6个月时进行全头毛发照相评估,根据患者治疗前后脱发面积和程度的变化判断疗效,根据疗效进一步分组为改善组98例,控制组23例,无效组14例;(2)手术组AGA患者拔取生长期头发,并用环钻打孔法取其毛囊;米诺地尔组AGA患者只拔取生长期头发,均用实时荧光定量聚合酶链反应(q PCR)检测磺基转移酶的mRNA表达量(用B值表示)。结果:(1)米诺地尔治疗组患者中的改善组、控制组与无效组两两比较,磺基转移酶活性的差异均有统计学意义(P=0.000,P=0.000,P=0.036),(2)预测2%米诺地尔疗效的磺基转移酶活性的最佳阈值是0.430,灵敏度为83%,特异度为95%;(3)毛囊和头发中的磺基转移酶mRNA表达量呈正相关(r=0.703,n=10,P=0.023)。磺基转移酶mRNA表达量和就诊时脱发严重程度呈正相关(r=0.320,n=47,P=0.028)。磺基转移酶mRNA表达量和疗效积分、磺基转移酶的活性均无相关性(r=0.038,n=29,P=0.846;r=-1.515,n=47,P=0.311)。结论:(1)磺基转移酶的活性可以预测2%的米诺地尔治疗AGA的疗效;(2)无创的拔发法可取代传统有创的环钻打孔取毛囊法来检测磺基转移酶mRNA的表达量;(3)磺基转移酶mRNA可能存在转录后水平、翻译水平和翻译后水平的修饰,从而影响了磺基转移酶的活性。

酪氨酰蛋白磺基转移酶与植物蛋白质硫酸化修饰

蛋白质硫酸化是一种翻译后修饰,该修饰使分泌蛋白或膜蛋白具有成熟的生物学功能,在植物的生长发育中发挥重要的作用。催化这一修饰的酶是酪氨酰蛋白磺基转移酶(tyrosylprotein sulfotransferase,TPST),它将底物3'-磷酸腺苷-5'磷酰硫酸(PAPS)的磺酸基团转移到蛋白质的酪氨酸残基上。近年来,随着植物中TPST的克隆,已有3个家族的植物多肽被发现存在硫酸化修饰。本文综述了植物TPST的生化特性与功能,介绍了植物TPST的3个底物多肽家族及其参与的分子信号途径。

下调糖磺基转移酶4基因表达对食管癌细胞增殖和侵袭的影响

目的探讨糖磺基转移酶4(CHST4)基因对食管癌细胞增殖、侵袭和凋亡的影响。方法通过基因表达谱在线分析平台(GEPIA)分析CHST4基因在食管癌患者和正常人中的表达。通过shRNA技术干扰CHST4在食管癌细胞中的表达,然后通过实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测CHST4的干扰效果。采用CCK-8、克隆形成、划痕、Transwell、流式细胞和Western blot等技术分析阴性对照组和sh-CHST4组食管癌细胞的增殖、迁移、侵袭、凋亡和相关蛋白的表达。结果通过GEPIA分析发现CHST4在食管癌患者中的表达高于正常人(P<0.05);CHST4在食管癌细胞中的表达高于正常食管上皮细胞(P<0.05);相比阴性对照组,sh-CHST4组细胞的增殖和克隆形成能力降低,细胞的迁移和侵袭能力降低,细胞凋亡增加,细胞迁移相关蛋白的表达降低(P<0.05)。结论CHST4基因在食管癌的发生和发展中起促进作用,除此之外,CHST4基因能够成为治疗食管癌的理想靶点。

胞质磺基转移酶2B成员1影响动脉粥样硬化进展的机制研究

目的研究胞质磺基转移酶2B成员1(SULT2B1)在动脉粥样硬化(AS)发展中的影响及机制。方法选取12只8周龄载脂蛋白E敲除(apoE^(-/-))雄性小鼠高脂饮食饲料喂养12周后,根据注射的腺相关病毒(AAV)随机分为对照腺相关病毒(AAV-GFP)组和敲低SULT2B1的腺相关病毒(AAV-shSULT2B1)组,每组6只,采用油红O染色评估主动脉和主动脉根部斑块形成,检测血清炎性因子和血脂水平;RAW264.7细胞中根据转染的腺病毒分为对照腺病毒(Ad-GFP)组和敲低SULT2B1的腺病毒(Ad-shSULT2B1)组(n=3)进行RNA测序检测下游RNA变化;筛选出长链非编码RNA(LncRNA)gga3-204作为下游研究对象,在RAW264.7细胞中根据转染的小干扰RNA(siRNA)分为si-NC组、si-SULT2B1组、si-Lncgga3-204组和si-SULT2B1+si-Lncgga3-204组(n=3),检测炎性因子白细胞介素(IL)-1β、IL-6水平。结果AAV-GFP组与AAV-shSULT2B1组小鼠高脂喂养后体质量比较,差异无统计学意义(P>0.05)。AAV-shSULT2B1组小鼠血清TC、TG、LDL-C、主动脉斑块面积占比[(8.38±1.33)%vs(11.83±1.04)%,P=0.000]、主动脉根部斑块内TG含量[(12.29±1.54)%vs(17.67±1.53)%,P=0.000]显著低于AAV-GFP组。AAV-shSULT2B1组小鼠血清IL-1β、IL-6水平显著低于AAV-GFP组,差异有统计学意义(P<0.01)。si-SULT2B1组IL-1β、IL-6mRNA水平显著低于si-NC组,差异有统计学意义(P<0.01)。Ad-shSULT2B1组LncRNAgga3-204表达显著高于Ad-GFP组,差异有统计学意义(P<0.01)。si-SULT2B1组Lncgga3-204水平显著高于si-NC组,差异有统计学意义(2.32±0.60vs1.19±0.21,P=0.036)。si-Lncgga3-204组IL-1β、IL-6mRNA水平显著高于si-NC组,差异有统计学意义(P<0.01);si-SULT2B1+si-Lncgga3-204组IL-1β、IL-6mRNA水平显著高于si-SULT2B1组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论SULT2B1通过Lncgga3-204影响巨噬细胞炎性反应,进而影响AS的进展。

硫酸乙酰肝素3-O-硫酸磺基转移酶Ⅰ研究进展

肝素/硫酸乙酰肝素是目前临床运用最广泛的抗凝血与抗血栓类药物。硫酸乙酰肝素3-O-硫酸磺基转移酶Ⅰ(Hs3stⅠ)是肝素/硫酸乙酰肝素酶化学法合成中的关键酶,可以催化硫酸基团转移到葡萄糖胺C3的羟基位置,从而形成重要的抗凝血结构单元。总结了近年来Hs3stⅠ的酶学特性、外源表达以及应用等方面的研究进展。

胶质瘤中碳水化合物磺基转移酶6的表达与临床预测价值

目的通过生物信息学方法探索碳水化合物磺基转移酶6(carbohydrate sulfotransferase 6,CHST6)在胶质瘤患者中的表达水平与预后关系及预后模型构建。方法分析CHST6的表达差异。以CHST6表达中位值为界限分为高、低表达组,分析组间预后差异情况。将CHST6表达量与不同临床特征行多因素Cox回归分析,建立预测改进模型,与对照模型比较效度提升情况。结果纳入TCGA及CGGA数据库中共1204例胶质瘤患者数据,CHST6在胶质瘤样本中明显上调[TCGA vs.GTEx,Z=2.457,P<0.001;CGGA vs.GTEx,Z=4.800,P<0.001],与年龄、WHO级别、IDH突变状态、1p19q共缺失一同作为胶质瘤的独立预后因素(Cox分析β=0.02,SE=0.01,HR=1.02,95%CI:1.01~1.04,P=0.01;C-Index 0.885,95%CI:0.862~0.908),较对照模型有更高的预测效度(改进模型vs.对照模型:TCGA d=0.036±0.004,SE=0.002,P=0.007;CGGA d=0.087±0.004,SE=0.002,P=0.001)。结论CHST6的高表达可能是胶质瘤患者不良预后的预测指标。

酪氨酸磺基转移酶1在luminal B型晚期乳腺癌侵袭和转移中作用

目的研究酪氨酸磺基转移酶1(TPST1)在luminal B型晚期乳腺癌侵袭和转移中的作用。方法收集luminal B型晚期乳腺癌女性患者组织标本169例(含癌组织和对应癌旁正常组织),平均年龄55.2岁。通过实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检测luminal B型晚期乳腺癌组织及其对应癌旁正常组织中TPST1的表达量,分析表达量与乳腺癌患者临床特征之间的关系。通过过表达TPST1的表达后检测乳腺癌细胞系增殖、转移和侵袭能力的改变。结果 TPST1在luminal B型晚期乳腺癌组织中表达量高于对应癌旁正常组织(t=2.376,P=0.018 6);其高表达与患者年龄(χ~2=3.903,P=0.048)、吸烟(χ~2=8.601,P=0.003)、饮酒(χ~2=4.099,P=0.043)、临床分期(χ~2=8.512,P=0.004)、淋巴结转移(χ~2=16.205,P <0.001)、远端转移(χ~2=6.139,P=0.013)、HER-2(χ~2=4.797,P=0.029)相关;能够缩短患者生存期(χ~2=6.737,P <0.001);过表达TPST1基因后能够促进TPST1蛋白质表达(F=92.84,P <0.001);过表达TPST1后能够促进乳腺癌细胞系增殖(P均<0.05)、迁移(F=14.11,P=0.001)和侵袭(F=36.95,P <0.001)。结论 TPST1在luminal B型晚期乳腺癌中高表达,且能够缩短患者生存期,促进乳腺癌细胞增殖、转移和侵袭。

基因多态性及核受体对磺基转移酶代谢功能的调节

目的本研究主要探讨磺基转移酶的基因多态性与癌症药物治疗之间的关系以及核受体调节对磺基转移酶代谢功能的影响,期望为临床个体化治疗提供借鉴和指导。方法通过查找pubmed数据库和国内相关文献,分析近年来有关磺基转移酶的代谢功能与基因多态性和核受体调节关系的研究进展。结果磺基转移酶对维持体内激素平衡有重要作用,与肿瘤的易感性和药物治疗效果有密切关系,其代谢功能的强弱很大程度上取决于基因多态性以及核受体的调节。结论磺基转移酶的遗传药理学研究内容将对临床药师今后的个体化治疗工作产生重要影响。

肝素修饰酶6-O-磺基转移酶的高产量表达

在化学酶法合成肝素过程中,肝素修饰酶6-O-磺基转移酶(6-OST)在肝素分子中N-乙酰基葡糖胺的C6羟基上进行硫酸化,以达到与肝素相似的硫酸化水平。构建的重组蛋白MBP-6-OST-3的纯化结果表明有较多杂蛋白条带,且蛋白浓度较低。利用定点突变原理设计引物,通过PCR扩增得到突变质粒pMAL-c2X-6-OST-3-linker-His。将突变质粒转化至大肠杆菌Rosetta-gamiB(DE3),实现了MBP-6-OST-3-His蛋白的表达。利用镍柱亲和层析系统将MBP-6-OST-3-His蛋白纯化,并通过SDS-PAGE电泳分析蛋白表达情况。该研究获得了具有高表达、高纯度的MBP-6-OST-3-His蛋白,这为获得高纯度的6-OST-3提供了可靠的方法以及为其应用于化学酶法合成肝素的研究提供了理论基础。

SULT1A1蛋白表达和性激素含量与子宫肌瘤发病相关性的研究

目的:检测子宫肌瘤SULT1A1蛋白表达和性激素含量,分析其在子宫肌瘤发生、发展中的作用。方法:化学发光分析法测定30例子宫肌瘤患者、30例同年龄段健康女性以及10例因CINⅢ行全子宫切除术患者血清及组织匀浆中E2、P、T含量。Western Blot方法检测SULT1A1蛋白的表达,并采用Spearman进行等级相关分析。结果:肌瘤组血清E2含量明显低于健康女性组(P<0.05),其T含量则明显高于健康女性组(P<0.01),P含量各组无显著差异。肌瘤组织E2含量显著高于肌瘤包膜外子宫肌层组织及CINⅢ患者子宫肌层组织(P<0.001)、前二者P、T含量组间无显著差异。肌瘤组织中SULT1A1蛋白表达与肌瘤包膜外子宫肌层组织比较差异显著(P<0.05)。肌瘤组织,肌瘤包膜外子宫肌层组织和CINⅢ患者子宫肌层组织中SULT1A1蛋白相对含量与相应组织匀浆E2含量均为负相关,与相应血清E2含量无明显相关性。结论:子宫肌瘤的发生、发展与子宫肌瘤组织局部SULT1A1蛋白活性降低有关。

干扰SULT2B1抑制人肝癌细胞BEL-7402的上皮间质化

目的研究羟基类固醇硫酸基转移酶SULT2B1与人肝癌细胞BEL-7402上皮间质转化的关系及其作用机制。方法细胞分为空白对照组(NC)、阴性对照组(control-siRNA)和SULT2B1干扰组(SULT2B1-siRNA),LipofectamineTM2000脂质体转染细胞,real-time PCR和Western blot检测干扰效果。Western blot检测紧密连接蛋白(ZO-1)、波形蛋白(vimentin)和转录因子ZEB1的表达。结果 SULT2B1干扰BEL-7402细胞后其mRNA与蛋白表达均显著降低(P<0.05),ZO-1表达水平升高(P<0.05),vimentin的表达及ZEB1的蛋白水平均降低(P<0.05)。结论干扰SULT2B1通过下调ZEB1的表达抑制人肝癌细胞BEL-7402的上皮间质化。

SULT1E1蛋白表达和性激素含量与子宫肌瘤发病的相关性研究

目的:探讨性激素及人雌激素硫酸基转移酶在子宫肌瘤发生、发展中的作用。方法:化学发光分析法测定30例子宫肌瘤患者和30例同年龄段健康女性血清及组织匀浆中E2、P、T含量。免疫组化染色法检测SULT1E1蛋白的表达。结果:肌瘤组血清E2含量明显低于健康女性组(P<0.05),其T含量则明显高于健康女性组(P<0.05),P含量各组无显著差异;肌瘤组织匀浆中E2含量显著高于肌瘤包膜外肌层组织(P<0.01),其P、T含量两组间无显著差异;肌瘤组织中SULT1E1蛋白表达与肌瘤包膜外肌层组织比较差异显著(P<0.05),肌瘤组织与肌瘤包膜外肌层组织中SULT1E1蛋白定量表达与相应组织匀浆中E2含量分别呈负相关(r=-0.533,r=-0.498,P<0.01)。结论:子宫肌瘤的发生、发展与子宫肌瘤组织局部SULT1E1酶活性降低有关。

SULT1E1、ERβ在子宫内膜腺癌组织中的表达及其相关性

目的:探讨SULT1E1及ERβ蛋白与子宫内膜腺癌的发生、发展之间的关系。方法:采用Western blot方法检测正常增生期子宫内膜组织、不典型增生子宫内膜组织及子宫内膜腺癌组织中SULT1E1和ERβ蛋白的表达含量。结果:SULT1E1和ERβ蛋白在正常增生期子宫内膜组织、不典型增生子宫内膜组织及子宫内膜腺癌组织中的表达含量逐渐降低,三者比较差异有统计学意义(P<0.05)。不典型增生子宫内膜组织及子宫内膜腺癌组织与正常增生期子宫内膜组织比较差异均有统计学意义(P<0.05)。SULT1E1和ERβ蛋白与子宫内膜腺癌组织学分级、肌层浸润深度、手术病理分期及淋巴结转移等无关(P>0.05)。在子宫内膜腺癌组织中,SULT1E1蛋白与ERβ蛋白表达呈明显正相关(r=0.66,P<0.01)。在正常增生期和不典型增生子宫内膜组织中,SULT1E1蛋白与ERβ蛋白表达无明显相关性(r=0.035,P>0.05;r=0.466,P>0.05)。结论:在子宫内膜腺癌的渐近演变过程中,SULT1E1、ERβ表达降低或缺失可能与子宫内膜癌的早期形成有一定的关系,ERβ蛋白含量越多,SULT1E1蛋白对雌激素的调节作用越强,但不能作为子宫内膜腺癌病情严重程度和预后进行评价的指标。