基于转录组的海州香薷COPT铜转运蛋白家族鉴定及响应铜胁迫表达分析

为了解海州香薷(Elsholtzia splendens)COPT(copper transporter)铜转运蛋白对铜胁迫的响应规律,运用生物信息学方法对海州香薷转录组数据库中的COPT家族成员进行鉴定与分析,构建植物表达载体探究蛋白的亚细胞定位.结果显示:海州香薷转录组中有11个EsCOPT成员,它们编码的蛋白质由72~159个氨基酸组成,等电点介于4.72~9.92,平均相对分子质量为12.870×10^(3).11个成员均为膜蛋白,系统进化树分析显示EsCOPT蛋白分别属于3个亚组.正常条件下,EsCOPT2和EsCOPT9表达量较高,铜处理后,除EsCOPT5的表达无明显变化外,其他EsCOPTs的表达均呈下降趋势.全长EsCOPT9编码的蛋白具有3个跨膜结构域且N末端较短,共定位实验表明EsCOPT9-GFP定位于液泡膜上.

铜转运蛋白1与结直肠癌化疗耐药的关系研究进展

结直肠癌是消化道常见的恶性肿瘤。虽然化疗、分子靶向治疗和免疫治疗显著提高了患者的生存期,但化疗耐药仍然是影响肿瘤治疗效果的关键因素,寻找肿瘤细胞对化疗的耐药靶点,进而提高化疗效果,成为亟待解决的关键性问题。铜转运蛋白1(CTR1)是细胞内稳态调节的关键之一,负责将铜离子泵入细胞,与肿瘤微环境以及多种信号通路密切相关,并对药物耐药性的产生有一定影响。深入研究CTR1在肿瘤发生发展以及耐药机制中的作用可能为提高肿瘤化疗效果、克服耐药性提供新的靶点。

长链非编码RNA-GAS5靶向miR-29下调铜转运蛋白CTR1抑制肾脏纤维化的机制研究

目的研究长链非编码RNA-生长阻滞特异转录物5(GAS5)对肾脏纤维化的作用及机制。方法收集临床肾穿刺患者的组织标本,用原位免疫荧光方法检测GAS5在组织上的定位和表达情况;构建小鼠单侧输尿管梗阻肾脏纤维化模型,用原位免疫荧光方法检测GAS5在肾组织上的定位以及表达情况;用转化生长因子-β(TGF-β)刺激肾小管上皮细胞后,用Real-time PCR方法检测GAS5的表达水平;在肾小管上皮细胞中转染GAS5过表达质粒后,用Western印迹法检测细胞外基质蛋白胶原蛋白3(Col3)、纤连蛋白1(FN1)、铜转运蛋白1(CTR1)和铜离子转运ATP酶α肽(ATP7a)的表达水平,用Real-time PCR方法检测miR-21、miR-29、CTR1和ATP7a的表达。在肾小管上皮细胞中过表达miR-29后,用Western印迹法检测CTR1的表达;在肾小管上皮细胞中过表达miR-21后,用Western印迹法检测ATP7a的表达。结果在不同肾脏纤维化模型中,GAS5均较对照组表达下调。在肾小管上皮细胞中,过表达GAS5抑制Col3和FN1的合成(P<0.05);过表达GAS5可上调miR-29的表达,并下调miR-21的表达(P<0.05)。miR-29在转录后水平抑制CTR1的蛋白表达(P<0.05),且过表达GAS5能够降低CTR1的蛋白表达(P<0.05);miR-21在转录后水平抑制ATP7a的蛋白表达(P<0.05),但过表达GAS5不影响ATP7a的表达。结论长链非编码RNA-GAS5通过上调miR-29,在转录后水平抑制铜转运蛋白CTR1,进而抑制肾脏纤维化。

健脾解毒方对人结肠癌裸鼠原位移植瘤铂类耐药相关铜转运蛋白ATP7A ATP7B表达的影响

目的:探讨健脾解毒方对奥沙利铂抑制人结肠癌裸鼠原位移植瘤生长的增效作用及其对移植瘤铂类耐药相关铜转运蛋白ATP7A、ATP7B表达的影响,揭示健脾解毒方对奥沙利铂增效作用的部分机制。方法:建立人结肠癌裸鼠原位移植瘤模型,随机分为4组:对照组、奥沙利铂组、健脾解毒方组、健脾解毒方联合奥沙利铂组(联合用药组),治疗后观察各组移植瘤生长情况,采用实时荧光定量-PCR及免疫组化S-P法、Western-blot检测移植瘤中ATP7A、ATP7B mRNA和蛋白的表达。结果:(1)联合用药组的抑瘤率为53.6%,是单用奥沙利铂组的4.25倍;(2)奥沙利铂组裸鼠反复腹腔注射L-OHP后,移植瘤组织ATP7A和ATP7B的mRNA及蛋白表达均高于对照组(P<0.05);联合用药组移植瘤组织ATP7A和ATP7B的mRNA及蛋白表达均低于奥沙利铂组(P<0.05)。结论:健脾解毒方对奥沙利铂抑制人结肠癌裸鼠原位移植瘤生长有增效作用,其增效作用可能与下调移植瘤组织ATP7A和ATP7B的mRNA及蛋白表达,增加细胞内奥沙利铂药物的浓度有关。

体外培养Wilson病患者肝细胞铜转运研究

【目的】探讨铜转运P型ATP酶在离体肝细胞铜代谢及Wilson病 (WD)发病机制中的作用。【方法】WD患者和对照者离体培养肝细胞模型 ,经单用铜 (15mg/L)及铜加P型ATP酶阻滞剂矾酸钠 (18 39mg/L)、铜加P型ATP酶激动剂长春新碱 (0 5mg/L)孵育 ,差速离心分离肝细胞胞浆、溶酶体、线粒体和微粒体 ,在不同孵育条件下WD患者及对照组各亚细胞组分的铜含量分别对照分析。【结果】WD患者肝细胞各组分的铜含量均显著高于对照组 ,P型ATP酶阻滞剂与激动剂对WD患者肝细胞微粒体、质膜铜转运的作用均出现异常。【结论】WD患者肝细胞亚组分的铜转运P型ATP酶的功能障碍 ,在WD的发病机制中有重要作用。

铜转运及相关基因病

铜是人体必需微量元素 ,与铜代谢有关的人类遗传性疾病主要有Menkes综合征和Wilson病。这两个疾病的相关蛋白被认为是铜转运磷酸化ATP酶。无论是人类还是酵母菌 ,铜转运是一个保守的过程。研究在酵母菌中铜的转运过程可以推及人类的这一相似转运通路 ,并有助于揭示其病理生理机制。

橡胶树铜转运蛋白基因的克隆及在健康树与死皮树中的差异表达

铜转运蛋白(Copper transporter,COPT)属于CTR/COPT铜转运家族,参与调节生物体内铜的动态平衡。根据抑制性消减杂交文库分离的EST片段,采用3'-RACE技术从巴西橡胶树胶乳中获得HbCOPT5基因的全长cDNA序列,其ORF长420 bp,共编码139个氨基酸,预测HbCOPT5蛋白分子量为15.67 ku,等电点为5.26,含有3个跨膜区。进化树分析结果表明,HbCOPT5与蓖麻、杨树中的COPT蛋白亲缘关系最近;在拟南芥的6个COPT蛋白中,与AtCOPT5的亲缘关系最近。RT-PCR结果显示,健康植株中HbCOPT5的表达量是死皮树中的2.8倍。

铜转运疾病的分子基础

铜是人体必需的微量元素之一。当铜稳态遭到破坏导致人体铜缺乏或铜过量时均可致病 ,Menkes病 ( MD)和肝豆状核变性 ( WD)是其中最具代表性的两种疾病。主要就 MD和 WD两种疾病 ,结合其他一些铜相关性疾病 ,综述有关铜转运疾病的分子基础及其与临床表现的复杂关系。

铜转运与肿瘤——铂耐药及靶向治疗

铜作为酪氨酸酶、铜蓝蛋白等多种酶的辅因子,在机体多种生理功能中发挥了重要作用,是维持人体正常功能的一种必需的微量元素。而铜转运系统,包括铜转运蛋白家族(CTR)、铜转运ATP合酶及相关分子伴侣等,在细胞的铜稳态中发挥了重要作用,继而与维持细胞的正常功能息息相关。在肿瘤研究中,目前发现铜转运系统会影响肿瘤对铂类药物的敏感性,针对铜转运的肿瘤靶向治疗也成为肿瘤研究的热点之一。

大、小鼠空肠、肝及肾组织中P型铜转运ATP酶蛋白的表达

目的:检测大、小鼠空肠、肝及肾组织中P型铜转运ATP酶(ATP7B)蛋白的表达。方法:分别取6只SD大鼠和7只昆明小鼠,取空肠、肝及肾组织,常规石蜡切片,采用免疫组化法检测ATP7B蛋白的表达。结果:大、小鼠空肠绒毛上皮的纹状缘和近基底部、小肠腺、肾小管和肝细胞中均有不同程度的ATP7B蛋白表达。大鼠空肠、肝及肾组织ATP7B的积分光密度分别为(224474.380±228536.513)、(94116.484±45821.113)和(118128.741±41046.629),小鼠上述3种组织中ATP7B的积分光密度分别为(129023.602±87570.591)、(150614.511±52981.792)和(118403.634±53656.681),大、小鼠同一组织器官ATP7B的积分光密度相比,差异均无统计学意义(t=1.239、1.355、0.009,P均>0.05)。结论:ATP7B蛋白在大、小鼠空肠、肝及肾组织中均有表达,其表达量的高低与动物种属关系不大。

真核细胞内的铜转运及平衡机制研究进展

以果蝇为例,阐述了铜在动物体内的摄入、分配、排泄以及转录水平调控过程。果蝇细胞对铜的摄取主要通过金属反应转录因子MTF调节转运蛋白Ctr与金属硫蛋白m t之间的表达调控铜离子的摄取。进入胞浆内的铜主要通过ATX1、CCS和Cox17这3种铜伴侣蛋白经3条不同途径进行转运和调节。金属硫蛋白与P型ATP7酶在铜的排泄中起重要作用。

75例结肠癌患者癌组织铜转运相关蛋白表达分析

目的探讨结肠癌组织中铜转运相关蛋白ATP7A、ATP7B和CTR1的表达与患者临床病理特征及预后的关系。方法对上海芯超生物科技有限公司提供的75例未进行任何治疗的癌组织标本组织芯片的CTR1、ATP7B和ATP7A表达面积比率进行统计分析。分析铜转运相关蛋白表达与患者临床病理特征的关系,并分析其中26例与患者生存期的关系。结果 ATP7A、ATP7B和CTR1表达水平与性别及肿瘤分期均无相关性(P>0.05),与年龄有关(P<0.05);ATP7A胞浆中位染色率为47%,胞核中位染色率为60%,胞膜不表达;ATP7B胞浆中位染色率为70%,胞核中位染色率为50%,胞膜不表达;CTR1胞浆中位染色率为52%,胞核、胞膜几乎不表达;TP7A、ATP7B和CTR1染色比率大于均数组与小于均数组之间的生存率差异无统计学意义(P>0.05)。结论在结肠癌中铜转运相关蛋白表达水平与性别及肿瘤分期均无关,与年龄大小有关;ATP7A、ATP7B在胞浆、胞核中均有表达,在细胞膜上未见表达;ATP7A胞核表达高于胞浆,ATP7B在胞浆、胞核中均匀分布;CTR1主要在胞浆中表达,胞核、胞膜几乎不表达;CTR1、ATP7A和ATP7B在亚细胞定位的表达率与生存期无关系。

肝豆状核变性中铜转运及其缺陷-ATP酶上铜结合域的特征

铜是构成多种酶成分所必需的一种微量元素 ,是维持生命所必需的。但铜过量对人体有很大的毒性。就有关正常铜吸收、细胞内转运及其毒性作一介绍。肝豆状核变性是一种遗传性的铜转运失调 ,引发铜在组织中的蓄积 (如肝脏和脑 ) ,从而导致进行性的肝脏和神经系统损害。肝豆状核变性致病基因编码是公认的铜转运 P-型 ATP酶。该酶最重要特征之一就是存在一个大的 N-末端区域。该区域包括 6个重要的铜结合基序 ,一般认为这些基序负责先结合铜然后使其通过膜。经克隆 ,表达并提纯了肝豆状核变性中 ATP酶的 N-末端区域 (大约 70kd)。该区域的金属结合特性显示出该结合蛋白可结合除铜之外的几种金属 ,但铜对此区域的亲和力较高。铜以一价形式结合于该区域 ,铜与蛋白结合比率为 6.5∶ 1。X线吸收光谱研究证明 ,铜结合于半胱氨酸残基上。园二色性光谱分析表明 ,铜结合于该区域时 ,其 2级和 3级结构变化。铜结合研究表明 ,在结合铜的过程中存在一定程度的协同性。这些研究和详细的铜结合域的结构信息在确定铜转运 ATP酶在体内自身稳定调控作用和

真核细胞的铜转运及稳态调节

铜是各种生物都必需的一种微量元素。在长期进化过程中真核生物形成了一套完整的铜转运和稳态调节系统,从酵母到灵长类的各种生物都具有高度同源性的调控组件。包括铜离子的摄取、细胞内转运、将配至靶蛋白、以至最终排出细胞的各个过程都相互衔接,受到这个调控体系的精密调节。

铜转运蛋白C端金属结合域与Ag^+及Hg^(2+)的相互作用

铜转运蛋白(CTR1)不仅参与铜的细胞摄取,而且在其它重金属离子的摄取过程中也发挥重要作用.本文采用紫外-可见(UV-Vis)光谱,核磁共振(NMR)和质谱(MS)的方法,研究了人源CTR1(hCTR1)的C端金属结合域(C8)与Ag+和Hg2+的相互作用.研究表明,Ag+和Hg2+都能与C8结合,但二者与C8的结合机制明显不同.每个C8分子可以结合两个Ag+离子,但一个Hg2+却可以与两个C8形成桥联.此外,Ag+离子与C8的配位是一个中等速度的交换过程,而Hg2+离子则为快速交换过程.C8的半胱氨酸残基是两种离子的重要结合位点,同时组氨酸残基也参与两种金属离子的配位,其中Ag+优先结合组氨酸,而Hg2+则对半胱氨酸的结合具有显著的优势.虽然HCH基序对C8与金属配位至关重要,一些远端的其它氨基酸也可以参与C8与银离子的配位,这可能与CTR1在摄取Ag+过程中的金属转移机制相关.这些结果为理解hCTR1蛋白摄取重金属离子的作用机制提供了必要的信息.

铜转运蛋白hCtr1结合Cu(I)并转运至铜伴侣蛋白Atox1

铜转运蛋白hCtr1细胞膜内的C端区域对于细胞的铜转运过程具有重要作用,然而这一结构域对铜离子的捕获和胞内蛋白的铜分布机理尚不清楚.为了研究hCtr1蛋白的C端结构域与铜的结合方式,通过紫外-可见吸收光谱、核磁共振谱和质谱等方法,对C端8肽(C8)与铜离子的结合进行了分析.结果表明,一价铜离子对C8有很高的亲和力(log K=16.6).C8能够结合多个铜离子,其HCH基序中的组氨酸和半胱氨酸残基是铜结合位点,而另一个天冬氨酸残基也可能参与铜结合.进一步研究发现,铜离子能够从C8转移到Atox1.实验数据揭示了铜与hCtr1结合的详情,也有助于理解铜在细胞中的分布.

P型铜转运ATP酶(ATP7B)在乳腺癌组织中的表达及与预后的关系

目的研究P型铜转运ATP酶(Copper-transporting P-type adenosine triphosphatese,ATP7B)在乳腺癌组织中的表达,评估其在乳腺癌预后中的作用。方法采用免疫组织化学方法(Immunohistochemistry,IHC)检测47例手术切除的乳腺癌组织中ATP7B的表达,并分析其与临床、病理特征的关系及对预后的影响。结果(1)ATP7B在乳腺癌组织中的阳性表达率为34.0%(16/47例);(2)组织学分级低分化者ATP7B表达水平明显高于组织学分级中高分化患者(P<0.05),ATP7B表达与月经状况、肿瘤大小、腋淋巴结转移和激素受体状况均无关(P>0.05);(3)Kaplan-Meier生存分析结果表明ATP7B与无病生存期和总生存期均密切相关(P<0.05);(4)在COX多因素分析中ATP7B表达、肿瘤大小、腋淋巴结转移和组织学分级与无病生存期和总生存期均明显相关(P<0.01)。结论ATP7B在乳腺癌组织中具有一定的表达水平,可能是预测乳腺癌患者预后的独立因素。

细胞内铜转运系统的研究进展(综述)

铜是人体必需的营养元素,参与体内许多重要的生化反应。细胞内多种铜转运蛋白和伴侣蛋白参与了铜离子的吸收、转运和清除,形成了一个复杂的铜转运系统。铜转运系统中的铜转运蛋白和/或伴侣蛋白功能异常与多种疾病的发生、发展关系密切。近年来,铜代谢障碍相关疾病越来越受到人们的重视,对铜转运系统相关蛋白的研究也不断深入。