蛋白质二硫键异构酶结构与相关疾病研究进展

蛋白质二硫键异构酶(Protein disulfide isomerase,PDI)属于硫氧还蛋白家族,其分子质量为57 kD,主要存在于内质网中,且结构中有两个活性位点,在蛋白质折叠过程中催化二硫键的裂解、形成和重排。PDI活性异常会导致未折叠或错误蛋白的积累,引起内质网应激(ERs),从而导致未折叠蛋白反应(UPR)。研究表明:PDI与癌症、神经紊乱等疾病显著相关,PDI的表达水平升高与多种癌症的发生、发展相关。通过对PDI的蛋白结构、功能、活性检测及相关疾病进行综述,以期为PDI及其病理研究提供新思路。

蛋白质二硫键异构酶A3在消化系统肿瘤中的研究进展

目前恶性肿瘤已经成为威胁人类身体健康的主要疾病之一,致死率、致残率在逐年上升。蛋白质二硫异构酶A3(PDIA3)是PDI家族中重要的一员,是一种功能广泛的硫醇氧化还原酶,其在多种肿瘤中的表达含量升高,与肿瘤细胞的侵袭和转移密切相关。尽管大量研究表明,PDIA3在许多肿瘤的发生和发展中起着至关重要的作用,但目前尚无系统的报道PIDA3在消化系统肿瘤中的作用。因此,该文综述了PDIA3在4种消化系统肿瘤中的不同表达情况及临床意义,探讨其在不同癌症发展阶段或临床预后中的作用,进一步寻找有效的早期诊断和基因治疗的潜在靶点。这对提高肿瘤患者的生存率具有十分重要的意义。

分泌型蛋白质二硫键异构酶在肿瘤发生发展中的研究进展

蛋白质二硫键异构酶(PDIs)家族是一组主要定位在内质网的巯基二硫键氧化还原酶,PDIs参与蛋白质二硫键的形成、还原和异构化,在维持蛋白质结构稳定和内质网稳态中发挥重要作用。PDIs蛋白在细胞中除可定位于内质网中,还可分泌至细胞外,存在于细胞外基质以及循环血液中。PDIs可以由肿瘤细胞或者其他细胞直接分泌至肿瘤微环境中,影响肿瘤细胞的增殖和迁移。本文就分泌型PDIs的结构功能及其与肿瘤发生发展之间的关系进行综述。

玉米蛋白质二硫键异构酶(PDI)基因的特征和表达(英文)

蛋白质二硫键异构酶(PDI)对蛋白的折叠和二硫键的形成起重要的作用.此外,PDI还执行许多其他的生物功能,是1个多功能酶.本文通过研究玉米中1个PDI基因的特征和表达,探讨它的功能作用.玉米中的PDI基因编码513个氨基酸.同源分析表明,该基因和水稻、小麦的PDI基因聚为一类,有很高的蛋白相似性.蛋白结构分析表明,该基因具有明显的PDI基因的结构特点,包括硫氧还蛋白活性位点(CGHC)以及内质网定位信号(KDEL).Northern杂交分析显示,该基因在发育种子的表达量高,同时受干旱、冷、ABA和盐等逆境胁迫诱导表达.PDI与GFP融合表达研究基因的亚细胞定位,表明该基因定位在除细胞膜外的细胞质和细胞器上.

蛋白质二硫键异构酶家族的结构与功能

蛋白质二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI)家族是一类在内质网中起作用的巯基-二硫键氧化还原酶.它们通常含有CXXC(Cys-Xaa-Xaa-Cys,CXXC)活性位点,活性位点的两个半胱氨酸残基可催化底物二硫键的形成、异构及还原.所有PDI家族成员包含至少一个约100个氨基酸残基的硫氧还蛋白同源结构域.PDI家族的主要职能是催化内质网中新生肽链的氧化折叠,另外在内质网相关的蛋白质降解途径(ERAD)、蛋白质转运、钙稳态、抗原提呈及病毒入侵等方面也起重要作用.

紫花苜蓿蛋白质二硫键异构酶mPDI的生物信息学分析与同源建模

紫花苜蓿蛋白质二硫键异构酶的基因已经被克隆测序。利用其mRNA及氨基酸序列,应用生物信息学软件预测了该蛋白质的理化性质、亲/疏水性、信号肽、二级结构、卷曲螺旋结构、跨膜区域、糖基化位点、活性位点、亚细胞定位、功能结构域及高级结构。结果表明,该蛋白质是一个整体疏水性蛋白,细胞定位为粗面内质网,含有512个氨基酸,理论等电点为4.98,信号肽位于1～24号氨基酸;二级结构中α-螺旋占26.37%(135AA),无规则卷曲占53.32%(273AA),延伸链占20.31%(104AA);包含3个卷曲螺旋结构,3个糖基化位点,2个硫氧还蛋白结构域,2个硫氧还蛋白活性位点。Ramachandram结构检测表明此模型的三维结构符合立体化学能量规则。

粗穗披碱草1H^tS染色体的蛋白质二硫键异构酶基因CAPS标记

中国春-粗穗披碱草罗伯逊1Ht S.1BL易位系高抗小麦条锈病、叶锈病和白粉病。为了获得抗病小片段易位系,用中国春ph1b基因缺失突变体对1Ht S.1BL进行了诱导,获得了大量诱导后代。本研究用位于小麦1DS染色体的87个EST-STS标记对中国春、粗穗披碱草和1Ht S.1BL易位系进行分析,未发现多态性标记。对其中扩增较好的引物BE444859的PCR产物进行随机克隆测序,获得了14个序列,与已发表的小麦蛋白质二硫键异构酶基因序列具有97%以上的同源性,14个序列均包含3个外显子和2个内含子。限制性酶切位点分析表明,仅2个序列含有HaeIII酶切位点。验证实验结果表明,BE444859/HaeIII组合可以在供试材料中获得多态性。进而用BE444859/HaeIII对一套中国春-粗穗披碱草附加系和151株诱导后代材料进行分析,结果显示,特异多态性条带仅出现在含1Ht S的材料中;68株后代材料均可扩增出多态性带。因此,BE444859/HaeIII可以作为粗穗披碱草蛋白质二硫键异构酶基因CAPS标记,用于检测小麦背景中的1Ht S染色体。本研究揭示当杂交亲本间无直接PCR多态性而又需要建立标记时,发展CAPS标记是行之有效的方法。

海南产桶形芋螺蛋白质二硫键异构酶的鉴定

蛋白质二硫键异构酶(PDI)是内质网新生肽链折叠中一个重要的折叠酶.在热带药用海洋生物芋螺的毒液中富含PDI酶,该酶对于毒液中芋螺毒素神经肽的体内氧化折叠至关重要.本研究主要采用凝胶过滤层析和制备型Rotofor液相等电聚焦电泳等多种方法,从海南产桶形芋螺(Conus betulinusLinnaeus)毒管中分离纯化天然的PDI酶蛋白,经电泳和MALDI-TOF MS质谱鉴定分析确证获得了高纯度的桶形芋螺PDI酶,建立了天然芋螺PDI酶分离纯化的技术方法.以芋螺毒素线性肽K412为底物进行了PDI酶活性鉴定.结果表明,该分离纯化的PDI酶能够促进K412的氧化折叠.由于芋螺毒素的氧化折叠非常复杂,且氧化折叠后具有正确二硫键连接方式的芋螺毒素才具有各种药理活性,因此,本研究结果为后续PDI酶在种类繁多的芋螺毒素氧化折叠中的应用及其作用机制研究提供了重要的物质基础.

小麦蛋白质二硫键异构酶基因的克隆、表达及重组酶性质

目的:克隆小麦蛋白质二硫键异构酶(wheat protein disulfide isomerase,wPDI)基因,实现其在大肠杆菌中的表达并探究其酶学性质。方法:以小麦种子总RNA为模板,逆转录并扩增得到wpdi,并以pET-30b为表达载体、大肠杆菌BL21(DE3)为宿主菌进行原核表达,表达产物经金属螯合层析纯化后进行了酶学性质研究。结果:克隆的基因全长1 548 bp,与"Wyuna"品种小麦wpdi基因相似性达99%。构建了pET-30b-wpdi表达载体,获得w PDI的最佳表达条件为:诱导温度22℃,诱导时间6 h,诱导剂浓度0.5 mmol/L。该酶含4个硫氧还蛋白结构域,分子质量约为66.2 kD,具有二硫键的还原酶和异构酶活性以及分子伴侣活性。结论:对重组wPDI的表达和酶学性质研究,为wPDI在面制品加工及其他方面的应用提供参考依据。

蛋白质二硫键异构酶在幽门螺杆菌感染者胃黏膜中的表达及意义

目的：了解蛋白质二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI)在幽门螺杆菌(H pylon)感染人胃黏膜组织中的表达情况．方法：分别应用半定量RT-PCR方法及Westem blot方法检测感染(n=32)与未感染(n=28)H pylori的人胃黏膜组织中PDI mRNA及蛋白的表达情况．结果：未感染组PDI mRNA及蛋白表达量分别为0．5704±0．0794,0．5198±0．0379,感染组PDI mRNA及蛋白表达量分别为1．0642±0．1533,0．8252±0．0321：两组相比差异显著(P＜0．01)．结论：正常情况下胃黏膜组织有PDI mRNA的表达及蛋白的合成,H pylori感染可使胃黏膜增加PDI mRNA的表达及蛋白的合成．

微小RNA-15a-5p靶向蛋白质二硫键异构酶A6前体蛋白抑制前列腺癌细胞增殖、迁移及侵袭

目的探讨微小RNA-15a-5p(miR-15a-5p)是否可通过靶向蛋白质二硫键异构酶A6前体蛋白(PDIA6)而抑制前列腺癌细胞增殖、迁移及侵袭。方法选取2018年2月至2019年3月江南大学附属医院接受治疗的前列腺癌病人50例,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)与蛋白印迹法(Western blotting)分别检测前列腺癌组织、癌旁组织中miR-15a-5p、PDIA6的表达量;体外培养人前列腺癌DU145细胞,将细胞分为miR-NC组、miR-15a-5p组、si-NC组、si-PDIA6组、miR-15a-5p+pcDNA组、miR15a-5p+pcDNA-PDIA6组;噻唑蓝(MTT)检测细胞增殖;Transwell小室实验检测细胞迁移及侵袭;双荧光素酶报告实验验证miR-15a-5p、PDIA6的靶向关系。结果与癌旁组织相比,前列腺癌组织中miR-15a-5p的表达水平降低[(1.00±0.17)比(0.68±0.11)],PDIA6 mRNA[(0.99±0.09)比(1.64±0.18)]和蛋白[(0.44±0.07)比(0.76±0.17)]表达水平升高;转染miR-15a-5p mimics或转染si-PDIA6可降低细胞存活率(P<0.05),减少迁移及侵袭细胞数(P<0.05);双荧光素酶报告实验证实miR-15a-5p可靶向结合PDIA6;PDIA6过表达可降低miR-15a-5p过表达对DU145细胞增殖、迁移及侵袭的抑制作用。结论过表达miR-15a-5p通过降低PDIA6的表达对列腺癌细胞增殖、迁移及侵袭能力有抑制作用。

结构域对小麦蛋白质二硫键异构酶性质的影响

小麦蛋白质二硫键异构酶(wPDI)由4个硫氧还蛋白结构域a-b-b'-a'和C-末端c尾组成.为考察wPDI各结构域对活性的影响,通过亚克隆表达了8个不同结构域组成的wPDI截短蛋白,表达产物经分离纯化后进行了酶学性质研究和蛋白质电泳分析.结果表明,所设计的8个wPDI截短蛋白在大肠杆菌BL21中得到了表达,金属螯合亲和层析和分子排阻层析后获得了纯度较高的wPDI截短蛋白;活性测定结果表明,wPDI的所有结构域对其二硫键氧化还原活性和分子伴侣活性都有贡献,c尾缺失不影响其异构活性,但提供了分子伴侣活性的关键氨基酸结合位点;对截短蛋白A和A'的电泳分析发现,wPDI的a结构域活性位点主要以氧化态为主,而a'结构域主要以还原态为主.研究结果为深入理解wPDI的功能性质奠定了基础.

羽衣甘蓝类蛋白质二硫键异构酶PDIL1-2的基因克隆及蛋白表达分析

以羽衣甘蓝(Brassica oleracea var.acephala)自交不亲和系(S13-bS13-b)为试材,利用RT-PCR和RACE的方法从柱头中分离类蛋白质二硫键异构酶BoPDIL1-2基因。将BoPDIL1-2编码区的序列构建到原核表达载体pET-14b上,并转化到大肠杆菌中进行原核表达与纯化;用纯化后的蛋白免疫小鼠,制备BoPDIL1-2多克隆抗体;通过免疫印迹法检测BoPDIL1-2在不同组织及不同发育阶段柱头的表达情况。氨基酸序列比对分析结果显示,羽衣甘蓝BoPDIL1-2与油菜BnPDIL1-2、拟南芥AtPDIL1-2的一致性分别是97.3%和85.5%。SDS-PAGE结果显示,在分子量58 kD处有BoPDIL1-2蛋白特异性地诱导表达。免疫印迹结果显示BoPDIL1-2在羽衣甘蓝柱头中特异表达,而且在柱头发育早期表达量较低,在开花期柱头表达量较高。

蛋白质二硫键异构酶的生物学功能研究进展

蛋白质二硫键异构酶由多种细胞分泌,在生物学代谢过程中具有重要作用,其与糖尿病缺血性心脏病、脑缺血性疾病、血栓性疾病、阿尔茨海默病、白血病、肿瘤等多种疾病的发生发展机制密切相关,现针对蛋白质二硫键异构酶的定义、功能及与相关疾病的关系做一论述。

蛋白质二硫键异构酶在糖尿病缺血性心脏病中的作用机制研究进展

糖尿病缺血性心脏病是一类预后不良的心脏疾病,是我国糖尿病患者死亡的主要原因之一,现阶段主要采取传统的方式结合介入手段予以治疗。近年来,这个治疗方法取得了显著疗效,但仍然存在很多问题。研究表明蛋白质二硫键异构酶(Protein disulfide isomerase,PDI)氧化还原状态和心肌损伤存在密切关系,这使得PDI在糖尿病缺血性心脏病中的作用机制研究成为了一个热点。本文就PDI与糖尿病缺血性心脏病的发生发展关系以及针对PDI的潜在治疗思路进行综述。

葡萄糖调节蛋白78和蛋白质二硫键异构酶在肝癌细胞内质网应激前后的表达

目的:探讨正常肝细胞和肝癌细胞在诱导发生内质网应激(ERS)前后细胞裂解液中葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、蛋白质二硫键(PDI)、的表达水平。方法:取培养获得的第3代正常肝细胞LO-2和肝癌Hep G2与SMMC-7721细胞,采用150 mmol/L无水乙醇处理48 h诱导发生ERS;分别提取3种细胞裂解液中蛋白质,采用Western blot方法检测GRP78和PDI表达水平。结果:在ERS前,GRP78在Hep G2细胞中表达最高,其次为SMMC-7721细胞,在LO2细胞中表达最低,3种细胞GRP78表达水平比较,差异有统计学意义(P<0.001);诱导细胞发生ERS后,Hep G2细胞及LO2细胞GRP78表达均上调,而SMMC-7721细胞GRP78表达下调,分别与相应细胞发生ERS前比较,差异有统计学意义(P<0.05);在ERS前,PDI的表达在SMMC-7721细胞中最高,其次LO2细胞,在Hep G2细胞中表达最低,3种细胞比较,差异有统计学意义(P<0.001);诱导发生ERS后,与ERS前相对应细胞比较,3种细胞的PDI表达水平均下调,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:ERS后,肝癌SMMC-7721和Hep G2细胞裂解液中的GRP78表达水平发生变化,PDI表达降低。

人类蛋白质二硫键异构酶家族研究进展

蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）家族是硫氧还蛋白（thioredoxin,TRX）超家族中的成员,均含有TRX样结构域,主要存在于细胞内质网中,促蛋白巯基-二硫键转换,调节二硫键的氧化还原状态,帮助二硫键形成、破坏与重排。PDI家族主要在促蛋白折叠、翻译后修饰上发挥重要作用,与未折叠蛋白反应（unfolded protein response,UPR）密切相关,

人类一条新的类蛋白质二硫键异构酶cDNA的克隆和表达

利用 SMART技术构建了人胎脑 c DNA文库 ,通过大规模测序筛选出一条 16 45 bp的人类 c DNA。此c DNA含有一个 888bp的开放阅读框 (ORF) ,编码一个 2 96个氨基酸的蛋白质 ,预测分子量 34 .0 KD。与目前数据库中序列比较 ,该 c DNA编码的蛋白质与蛋白质二硫键异构酶的同源性达 36 % ,命名为类蛋白质二硫键异构酶(PDI- L)基因。多组织 Northern blot分析显示 PDI- L c DNA在心、脑、肝、肾等组织中均有表达。该 c DNA的读框片段正确插入到改造后的 p BV2 2 0表达载体中 。

重组人蛋白质二硫键异构酶活性片段的克隆与表达纯化策略

蛋白质二硫键异构酶(protein disulfide somerase,PDI)在体内或体外均可以非特异地催化其它蛋白质的二硫键的形成、还原和异构化,进而辅助蛋白的折叠和复性。近来发现PDI还具有非ATP依赖的分子伴侣的功能。鉴于PDI具有的重要功能,拟利用PDI来辅助基因工程产品的复性,如包含体蛋白(尤其是含有二硫键的蛋白),这将为基因工程产品的下游纯化复性,开拓新的思路。PDI含有两个硫氧还蛋白(thioredoxin,TRX)同源区a区和a′区,各含有一个CGHC活性位点,与TRX的CGPC位点同源。

沟叶结缕草蛋白质二硫键异构酶(ZmPDIs)基因家族耐盐功能分析

蛋白质二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI)及其类蛋白,是硫氧还蛋白超家族的重要成员,具有分子伴侣活性及钙离子结合位点,负责催化蛋白质二硫键的氧化、还原和异构。本研究从沟叶结缕草基因组中鉴定获得了5个蛋白质二硫键异构酶(ZmPDIs)基因,对其进行了系统进化与基因结构的生物信息学分析,利用同源基因缺失酵母突变体对其耐盐功能进行了初步分析。荧光定量RT-PCR结果表明5个ZmPDIs基因的表达均受到盐胁迫的诱导。这些结果为进一步研究ZmPDIs的耐盐生理功能及分子机制提供参重要参考。