微粒体谷胱甘肽S-转移酶1在恶性肿瘤中的研究进展

微粒体谷胱甘肽S-转移酶1(microsomal glutathione S-transferase 1,MGST1)是谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)超家族和花生四烯酸与谷胱甘肽代谢中的膜相关蛋白(membrane-associated proteins in eicosanoid and glutathione metabolism,MAPEG)超家族的共同成员,它通过催化外源性物质的II相解毒过程,从而保护细胞膜免受氧化应激的损伤。众多研究发现MGST1与恶性肿瘤的发生发展密切相关,有望成为癌症治疗的新型分子靶点。本文就MGST1在恶性肿瘤中的研究进展予以综述。

山新杨谷胱甘肽S-转移酶编码基因PdbGSTU功能分析

【目的】本研究旨在通过分析山新杨谷胱甘肽S-转移酶编码基因PdbGSTU的抗病功能,为林木抗性育种提供基因资源与抗性种质。【方法】克隆PdbGSTU基因序列并对其进行生物信息学分析,利用荧光定量PCR技术分析该基因的组织特异性表达及植物激素诱导下的表达模式。利用转基因技术获得山新杨的过/抑制表达PdbGSTU基因植株,通过观察比较接种细链格孢菌后各植株叶片的表型和病斑面积,验证该基因的抗病功能;同时测定接种病原菌前后,野生型和转基因山新杨植株内过氧化氢含量和抗氧化相关酶活性。【结果】(1)山新杨PdbGSTU基因开放阅读框全长753 bp,编码氨基酸250个,对应的蛋白质相对分子质量为29.01 kDa,为稳定的酸性亲水蛋白,定位于细胞质中;系统进化分析显示,PdbGSTU蛋白与银中杨的蛋白KAJ6918316亲缘关系最近;启动子序列分析显示,PdbGSTU基因启动子序列含多种响应植物激素和逆境胁迫的顺式作用元件。(2)RT-qPCR结果显示,PdbGSTU基因在山新杨顶芽表达量最高,在其根部表达量最低,且该基因受茉莉酸甲酯、水杨酸和1-氨基环丙基-1-羧酸3种植物激素诱导,均上调表达。(3)接种细链格孢菌后,野生型和抑制表达PdbGSTU基因植株的叶片上,病斑面积分别为6.42和16.46 mm2,而过表达PdbGSTU基因的植株叶片上,少部分接种点出现明显病斑,其余接种部分仅出现褪色。【结论】PdbGSTU正向参与山新杨对细链格孢菌侵染的抵御过程,可通过清除活性氧提高杨树对病原菌的抗性。

谷胱甘肽转移酶M1基因多态性与亚洲人群宫颈癌易感性的meta分析

目的:探讨谷胱甘肽转移酶M1(GSTM1)基因多态性与亚洲人群宫颈癌易感性的关系。方法:检索中国知网、万方、PubMed等中英文数据库,收集关于GSTM1基因多态性与亚洲人群宫颈癌易感性相关研究,检索时间为建库至2024年5月,对纳入的研究,运用Stata11.0软件计算OR值和95%CI,评价其相关性。结果:共纳入19项研究,宫颈癌病例组2324例和对照组2611例,meta分析结果显示亚洲人群中GSTM1纯合缺失型与宫颈癌易感性存在明显正相关(OR=1.74,95%CI 1.41~2.14),亚组分析发现,东亚人群(OR=1.54,95%CI 1.21~1.97)、中亚人群(OR=8.32,95%CI 2.84~24.36)、南亚人群(OR=2.11,95%CI 1.48~3.02)、中国人群(OR=2.03,95%CI 1.46~2.82)、印度人群(OR=1.89,95%CI 1.39~2.57)、哈萨克斯坦人群(OR=8.32,95%CI 2.84~24.36)和巴基斯坦人群(OR=5.52,95%CI 2.34~13.07)的GSTM1纯合缺失型均与宫颈癌易感性存在显著关联。结论:GSTM1纯合缺失型可能会增加亚洲人群宫颈癌发生风险。

矢车菊谷胱甘肽转移酶的挖掘与分析

矢车菊(Centaureacyanus)为菊科矢车菊属的一年生草本花卉,其花色变异丰富,具有较高的观赏价值。前期研究解析了矢车菊花瓣中花青素生物合成的转录调控机制,但关于花青素转运的机制尚不明晰。本研究在矢车菊转录组数据库中共计挖掘了7条差异表达的CcGSTs基因,其中CcGST1和CcGST2基因表达量较高,分别编码211和213个氨基酸,为稳定且亲水的蛋白。经蛋白互作预测分析,CcGST2和拟南芥中参与花青素转运的GSTF12具有较高的同源性,据此推测CcGST2可能参与矢车菊花瓣中花青素的转运过程。本研究为后续解析矢车菊花青素转运的分子机制提供了基因资源。

山新杨谷胱甘肽S-转移酶PdbGST基因的克隆与胁迫表达分析

在植物中,谷胱甘肽S-转移酶是一类多功能酶,能够在其响应非生物胁迫中发挥作用。为研究该基因在杨树中的功能,本研究克隆了山新杨谷胱甘肽S-转移酶基因Pdb GST及其启动子序列,对其进行生物信息学分析和表达特征分析。结果显示,Pdb GST基因的开放阅读框(ORF)全长666 bp,编码221个氨基酸,其形成的蛋白质相对分子质量为25.57 k Da,为稳定亲水性酸性蛋白,定位于细胞质中。系统进化分析表明,山新杨Pdb GST蛋白与山新杨中的XP_034926648蛋白的同源性最高。对克隆获取的2 000 bp启动子序列进行分析,结构显示该启动子序列中,含有多种响应非生物胁迫的顺式作用元件。荧光定量PCR分析显示Pdb GST基因在山新杨根部表达量最高,其次在山新杨叶部也有较高表达量,相反在山新杨顶芽中表达量最低。此外,对Pdb GST基因响应非生物胁迫分析显示,山新杨根部Pdb GST基因受诱导后即出现持续且大量的表达。

甘蔗谷胱甘肽硫转移酶ScGSTF1与P3N-PIPO互作应答甘蔗花叶病毒侵染的研究

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST, EC2.5.1.18)广泛分布于具有细胞结构的生物中。在植物中,GST参与调控生长发育、异生物质解毒及逆境应答。本课题组以甘蔗花叶病毒(Sugarcanemosaicvirus,SCMV)编码蛋白P3N-PIPO为诱饵,从甘蔗(Saccharumspp.hybrid)叶片cDNA酵母文库中筛选到1个GST基因,并从甘蔗原始栽培种Badila中克隆了该基因,其开放读码框(open reading frame, ORF)长度为645 bp,编码214个氨基酸。序列比对及进化树分析表明,该基因编码蛋白属于GST家族的Phi (F)类型(GSTF),因此命名为ScGSTF1。进一步的生物信息学分析表明,ScGSTF1不存在跨膜区域,为稳定的亲水性脂溶蛋白;GST蛋白在单子叶和双子叶植物中及C3和C4植物中存在明显的分化。酵母双杂交(yeast two-hybrid, Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation, BiFC)试验表明, ScGSTF1与SCMV-P3N-PIPO蛋白互作。亚细胞定位试验表明ScGSTF1定位于内质网。实时荧光定量PCR分析表明, ScGSTF1在甘蔗各个组织中显著差异表达,在第3节间中的表达量最高,在心叶及根中的表达量最低;SCMV侵染显著性影响ScGSTF1基因的表达水平,侵染早期上调表达,随后下调,但仍保持显著高于对照的水平。

外源谷胱甘肽对青花菜硫代葡萄糖苷合成的影响

为探究谷胱甘肽对硫代葡萄糖苷(GSLs)生物合成的影响,以现蕾期青花菜品种耐寒优秀为试验材料,研究不同浓度的还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)及丁硫堇(BSO)对青花菜花球中硫代葡萄糖苷及其相关底物含量、酶活性和基因表达的影响。结果表明,与CK(蒸馏水)相比,5 mg·L^(-1) GSH在处理48 h显著提高了青花菜花球中总硫苷、脂肪族硫苷含量,在24~48 h显著提高半胱氨酸(Cys)含量,在6~24 h显著提高了谷胱甘肽含量,在3~12 h显著提高了硫苷合成相关基因的表达量;45 mg·L^(-1) GSH处理在48 h显著降低了青花菜花球中总硫苷、脂肪族硫苷含量,在3~48 h则显著提高了半胱氨酸含量,在6~48 h则显著提高了谷胱甘肽含量,在3~12 h显著抑制了硫苷合成相关基因的表达。与CK相比,5 mg·L^(-1) GSSG处理下青花菜花球中总硫苷、脂肪族硫苷含量显著升高,而25、45及65 mg·L^(-1) GSSG处理则对总硫苷、脂肪族硫苷含量没有产生显著影响。综上所述,外源谷胱甘肽对硫苷含量的影响具有浓度效应,5 mg·L^(-1) GSH促进硫苷合成,45 mg·L^(-1) GSH抑制硫苷合成。

谷胱甘肽S-转移酶P1基因多态性与晚期胃癌奥沙利铂联合卡培他滨方案化疗疗效的关系

目的:探讨谷胱甘肽S-转移酶P1(glutathione S-transferase P1,GSTP1)rs1695基因多态性与晚期胃癌奥沙利铂联合卡培他滨方案(XELOX方案)化疗疗效的相关性。方法:回顾性选择102例晚期胃癌患者,均接受XELOX方案化疗,通过基质辅助激光解吸电离飞行时间(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight,MALDI-TOF)的方法明确GSTP1 rs1695基因分型,分析患者临床病理特征(包括年龄、性别、肿瘤分化程度、部位、ECOG-PS评分、TNM分期)及GSTP1 rs1695基因分型对患者化疗客观有效率(objective response rate,ORR)及疾病进展时间(progression-free survival,PFS)的影响。结果:102例患者中,GSTP1 rs1695 AA基因型、AG基因型、GG基因型所占例数分别为73例(71.6%)、27例(26.5%)、2例(2.0%),携带变异基因型GG/AG化疗ORR高于野生基因型AA(69.0%vs 43.8%,P=0.022),且携带变异基因型GG/AG患者PFS比野生基因型AA更长[6.1个月(95%CI:5.2~7.0)vs 5.1个月(95%CI:4.6~5.6),P=0.028]。患者临床病理特征均与化疗疗效无关,但肿瘤分化程度及TNM分期与PFS有关(P均<0.05)。Cox回归显示,肿瘤分化程度、TNM分期及GSTP1 rs1695是影响PFS的独立因素。结论:GSTP1 rs1695基因型与晚期胃癌患者XELOX方案化疗疗效密切相关,测定GSTP1 rs1695基因型可以为晚期胃癌的个体化治疗提供参考。

基因表达谱分析非酒精性脂肪性肝病中谷胱甘肽转移酶的作用

目的用二代转录组测序(RNA-seq)技术,结合差异基因GO分析、KEGG富集分析,探讨谷胱甘肽转移酶(GST)在高脂饮食诱导的小鼠非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)中的作用。方法14只雄性C57BL/6J小鼠随机抽样分为对照组(n=6)和模型组(n=8)。对照组小鼠喂养普通饲料;模型组喂养高脂饲料,连续7周,构建NAFLD模型。试剂盒检测血清ALT、AST活性及TG水平、苏木精-伊红(HE)和油红染色观察肝组织病理和脂滴沉积情况;提取肝组织RNA进行高通量转录组测序,将基因表达量差异倍数≥2.0且P<0.05定义为差异基因,筛选对照组与模型组肝组织差异基因,应用GO、KEGG数据库进行功能分析,并采用qRT-PCR验证差异基因表达。符合正态分布的计量资料两组比较采用独立样本t检验。结果对照组与模型组小鼠体质量、血清ALT、AST差异无统计学意义(P值均>0.05)。与对照组相比,模型组血清TG水平明显高于对照组[(2.02±0.50)mmol/L vs(1.00±0.29)mmol/L,t=-4.45,P=0.001]。HE染色提示:模型组可见弥漫性脂肪变性和气球样变。油红染色显示:模型组肝细胞胞浆内橘红色脂滴明显增多,且肝细胞脂肪变分级明显高于对照组(1.88±0.64 vs 1.00±0.00,t=-3.86,P=0.006)。转录组测序提示两组差异基因1367个,其中上调基因数608个、下调基因数759个;且两组中GST基因差异表达17个。选择差异倍数最明显的前10个GST基因进行验证。与对照组相比,GSTa2、GSTa3、GSTa4、GSTm1、GSTm2、GSTm3、GSTm4、GSTp1、GSTo1表达下调,GSTk1表达上调。实验结果与测序结果一致。结论GST通过参与类固醇代谢过程、脂肪酸代谢过程、胆固醇代谢过程等多个生物学过程影响脂质代谢,与NAFLD发病密切相关。

P-糖蛋白和谷胱甘肽硫转移酶在胃癌组织中的表达及其临床意义

目的观察谷胱甘肽硫转移酶(GST)和多药耐药基因产物P-糖蛋白(P-gp)在胃癌中的表达,探讨两者与胃癌化疗耐药之间的关系。方法应用免疫组化方法定量分析P-gp和GST在75例胃癌标本中的表达,分析两者是否有相关性。结果P-gp和GST在75例胃癌组织中阳性表达率分别为43%和63%,化疗耐药组P-gp和GST阳性表达率与不耐药组比较,差别有显著性意义(P<0·05)。P-gp与GST表达水平呈正相关(r=0·378,P<0·05)。结论P-gp和GST-参与胃癌化疗耐药的机制,可作为多药耐药的标志物。

地方性砷中毒与易感标志物金属硫蛋白和谷胱甘肽S-转移酶关系的研究进展

地方性砷中毒（endemic arsenism）简称地砷病，是一种生物地球化学性疾病。是居住在特定地理环境条件下的居民．长期通过饮水、空气或食物摄入过量的无机砷而引起的．以皮肤色素脱失或／和过度沉着、掌跖角化及癌变为主要特征的全身性慢性中毒。无机砷是国际癌症研究中心（IARC）确认的人类致癌物，可致皮肤癌，肺癌。并伴有其他内脏癌高发。在重病区，恶性肿瘤死亡人数占总死亡人数的1／3～1／2，居首位．

氟化物添食对家蚕耐氟品种和敏感品种5龄幼虫体内蛋白质及谷胱甘肽硫转移酶含量的影响

为探明家蚕耐氟化物机理,以家蚕耐氟品种T6和敏感品种734为材料,通过人工添食NaF的方法测定了其血液与中肠组织蛋白质及谷胱甘肽硫转移酶(GSTs)的活力。结果表明:随着NaF添食浓度的增加,敏感品种734血液蛋白质浓度低于耐氟品种T6血液蛋白质浓度,而两者中肠组织的蛋白质浓度无明显差异。敏感品种734血液及中肠组织的GSTs酶活力呈现幅度较大的波动;耐氟品种T6血液中的GSTs酶活力呈现上升趋势,中肠组织的GSTs酶活力波动的幅度较小。由此可见,耐氟家蚕品种能够在氟化物的调控下提高体内GSTs的含量,推测其为耐氟家蚕品种具有氟化物抗性的原因之一。

人谷胱甘肽硫转移酶Pi基因的克隆、原核表达和蛋白纯化

目的克隆人谷胱甘肽硫转移酶Pi(GSTPi)基因并在大肠杆菌中实现高效表达及蛋白纯化。方法用RT-PCR技术从人胎盘组织获取人GSTPi基因的cDNA序列,将其扩增产物GSTPi基因插入到原核克隆载体pMD18-T中,用PCR扩增、酶切分析及序列测定等方法对重组质粒pMD18-T-GSTPi进行鉴定,将测序正确的GSTPi基因连接到表达载体pMAL-c2x多克隆位点中,构建重组表达质粒pMAL-c2x-GSTPi,鉴定后,用异丙基-b-d-硫代半乳糖苷进行诱导表达,表达产物用麦芽糖亲和层析法纯化。结果人GSTPi克隆到原核表达载体pMAL-c2x中,测序结果同GenBank序列比较,同源性为100%。通过诱导,在85000的表达量约达到35%,麦芽糖亲和层析法纯化蛋白,纯度达到85%。结论实现了解毒酶基因GSTPi的克隆和高效表达菌株的构建,并获取了高纯度的GSTPi蛋白。

松材线虫谷胱甘肽S转移酶基因响应阿维菌素胁迫功能研究

【目的】由松材线虫Bursaphelenchusxylophilus引起的松材线虫病严重破坏东亚和欧洲等多个国家和地区的森林生态系统。【方法】本研究从松材线虫基因组中获取Bx-gst12,随后对该基因的全长CDS区域进行基因克隆和序列分析、同时通过生物信息学方法对Bx-gst12所编码的蛋白质Bx-GST12的理化性质、亲疏水性、跨膜区、二级结构和三级结构进行了预测和分析。并通过基因干扰技术对Bx-gst12干扰后,分析该基因在松材线虫对阿维菌素敏感程度的影响。【结果】生物信息学结果显示Bx-GST12蛋白稳定系数为28.96,亲水系数为-0.412,三级结构预测Bx-GST12蛋白具有含有9个α螺旋和5个β折叠,但不具有跨膜结构域。应用基因干扰技术对Bx-gst12基因进行基因干扰,干扰后的Bx-gst12基因表达量变为原来的25.14%。阿维菌素溶液生物测定实验结果表明,Bx-gst12干扰后的松材线虫死亡率明显高于对照组,松材线虫死亡率平均提高了7.12%。【结论】本研究成功克隆Bx-gst12基因并对该基因的dsRNA进行了设计与合成。Bx-gst12基因干扰显著影响了松材线虫对阿维菌素的敏感性,在相同浓度的阿维菌素胁迫相同时间中,干扰组线虫死亡率明显高于对照组,表明Bx-gst12基因在松材线虫药物代谢过程中发挥着显著作用。

巨藻中谷胱甘肽S转移酶基因对细长聚球藻PCC7942耐镉性的影响

谷胱甘肽S转移酶(glutathione S-transferase, GST)是一个较大的基因家族,在生物体生长发育和对环境变化响应中发挥重要的调控作用。本研究从巨藻(Macrocystis pyrifera)配子体中克隆了6个完整的GST基因(mpgst1、mpgst2、mpgst3、mpgst4、mpgst5和mpgst6)。随后将6个巨藻GST基因分别转化至细长聚球藻(SynechococcuselongatusPCC7942)中,提取细长聚球藻转化株基因组DNA作为模板进行PCR验证及测定转化株GST酶活进行基因功能验证,结果显示,6个mpgst基因都分别成功整合到细长聚球藻的基因组中,但只有含mpgst1、mpgst4和mpgst6基因的细长聚球藻转化株(MG1、MG4和MG6)具有耐镉性。在镉离子胁迫下,细长聚球藻转化株MG1、MG4和MG6的生长、光合色素含量和叶绿素荧光参数Fv/Fm值均显著高于野生株(P<0.05)。本研究结果为进一步研究巨藻GST基因的抗重金属胁迫功能奠定了基础。

MBF2转录调控小菜蛾谷胱甘肽S-转移酶代谢氯虫苯甲酰胺的功能

【目的】探究转录调控因子MBF2(multiprotein bridging factor 2)调控小菜蛾(Plutella xylostella)体内谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)的功能,及其在小菜蛾抗氯虫苯甲酰胺中的作用,为阐明小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的解毒代谢机制提供理论依据。【方法】采用浸叶法测定敏感(SS)、广东连州(LZ)、云南通海(TH)3个小菜蛾种群对氯虫苯甲酰胺的抗性水平,酶动力学法测定3个种群的GST活性;使用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析MBF2在不同抗性种群小菜蛾中的表达差异;采用氯虫苯甲酰胺LC50诱导12 h,分析其对小菜蛾MBF2的诱导表达作用;应用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术研究MBF2对GST基因的调控作用,并测定沉默MBF2后小菜蛾的GST活性;结合沉默后小菜蛾对药剂的敏感性变化,验证MBF2在小菜蛾抗氯虫苯甲酰胺中的作用。【结果】两个抗性种群(TH和LZ)相较SS种群分别达到了中抗及高抗的水平,TH和LZ抗性倍数分别为54.27和289.58;TH和LZ小菜蛾种群体内GST活性均显著高于SS种群;与SS种群相比,MBF2在抗性种群小菜蛾体内显著上调表达,在中抗和高抗种群中的表达量分别为敏感种群4.6和9.4倍。小菜蛾短期暴露于LC50浓度氯虫苯甲酰胺中,敏感、中抗及高抗种群均在8 h内MBF2表达量显著上调,最高表达量升至对照的10倍。沉默MBF224 h,小菜蛾9个GST基因表达量显著降低,其中GSTZ1及GSTU1的下调量均达90%以上;处理组(ds MBF2)GST活性相较于阴性对照(ds GFP)降低57.76%;75 mg·L^(-1)氯虫苯甲酰胺处理后,处理组较对照组死亡率提升23.34%。【结论】MBF2可能通过调控GST的转录表达,提高小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的代谢能力,从而参与小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的解毒作用。研究结果可为小菜蛾抗药性机理的深入解析及新型药剂的研发提供依据。

人类谷胱甘肽硫转移酶家族等位基因蛋白B与抑制剂作用模型的理论研究

采用分子动力学模拟方法系统地研究了谷胱甘肽硫转移酶家族(Glutathione S-transferases,GSTs)的等位基因蛋白B(GSTP1*B)与抑制剂利尿酸(EA)以及EA的谷胱甘肽(GSH)共轭物EAG(I),EAG(O)的具体结合方式.抑制剂及其谷胱甘肽共轭物与蛋白的相互作用能计算结果及分子动力学轨迹的统计分析结果表明,GSTP1*B与EA的谷胱甘肽共轭物的结合能力优于其与EA的结合能力,Phe8,Arg13,Trp38和Tyr108是作用过程中的关键残基,对稳定抑制剂及其谷胱甘肽共轭物在GSTP1*B的G和H位点的构象具有重要的作用.通过对构象的统计分析发现,残基Phe8和Tyr108与GSTP1*B酶对抑制剂的选择性密切相关.

舞毒蛾谷胱甘肽S-转移酶对杨树次生物质协同溴氰虫酰胺的胁迫响应

为了明确舞毒蛾Lymantria dispar谷胱甘肽S-转移酶(GST)对杨树次生物质协同溴氰虫酰胺的胁迫响应机制,选择3种杨树次生物质(黄酮、槲皮素、芦丁)以及新型邻二苯甲酰胺类杀虫剂溴氰虫酰胺作为胁迫外源化合物,以舞毒蛾2龄幼虫为研究对象,通过人工饲料添加次生物质和溴氰虫酰胺的单剂和混剂,测定对舞毒蛾存活率、谷胱甘肽S-转移酶活性及其基因表达影响。结果表明,处理48 h后,3种联合处理组舞毒蛾幼虫的存活率显著低于对照组和各杨树次生物质单剂处理组,存活率依次为53.33%、60.00%和53.33%,各联合处理组幼虫存活率与溴氰虫酰胺处理组差异不显著。除处理6 h外,不同杨树次生物质单剂处理后GST活性均诱导增加。溴氰虫酰胺处理组在48 h内GST活性显著高于单剂处理组和对照组。除联合处理1在6 h、12 h的GST诱导活性低于溴氰虫酰胺处理组外,各联合处理组的GST诱导活性均高于溴氰虫酰胺处理组。舞毒蛾2龄幼虫取食含有不同处理的人工饲料后,其体内LdGSTe2、LdGSTs1、LdGSTs2和LdGSTz1均有所表达,且不同处理的诱导程度呈现差异。以上研究结果为杨树次生物质协同溴氰虫酰胺防控舞毒蛾提供理论依据,同时为生产实践中杀虫剂的合理使用提供参考。