泛醌氧化还原酶铁硫蛋白4通过影响线粒体功能参与肺炎衣原体感染诱导的血管平滑肌细胞焦亡

[目的]探究肺炎衣原体(C.pn)感染诱导血管平滑肌细胞(VSMC)焦亡及其可能机制。[方法]组织贴块法培养大鼠原代VSMC,利用C.pn感染VSMC模型,使用倒置相差显微镜观察C.pn感染后VSMC形态学的变化,试剂盒检测C.pn感染VSMC后乳酸脱氢酶(LDH)含量变化,Western blot实验检测GSDMD和Caspase-1的表达,串联质谱标签法定量蛋白质组学实验和GO富集分析检测线粒体氧化磷酸化和氧化呼吸链Complex相关蛋白的变化。[结果]与对照组相比,倒置相差显微镜下可见C.pn感染后VSMC膜外出现气泡状囊泡,C.pn感染VSMC 36 h、48 h后LDH含量分别增加38.92%和79.54%(均P<0.001),焦亡相关蛋白GSDMD表达增加1.74倍和1.67倍(均P<0.001);C.pn感染VSMC 48 h后Caspase-1表达(pro-Caspase-1)和活性(Caspase-1 p12/p10)分别增加2.69倍和3.47倍(均P<0.001);质谱结果显示,C.pn感染VSMC后有20种差异表达的蛋白质富集在氧化磷酸化通路中,同时发现,ComplexⅠ泛醌氧化还原酶铁硫蛋白4(NDUFS4)下降最为显著。进一步的Western blot实验结果显示,C.pn感染VSMC 36 h、48 h后NDUFS4的表达水平分别下降了57.5%和57%(均P<0.001)。[结论]C.pn感染可能通过抑制NDUFS4表达影响线粒体功能,从而诱导VSMC焦亡。

鲤NADH泛醌氧化还原酶亚基3基因的克隆及低温适应相关性分析

根据鲤低温下特异表达的基因(片段)序列设计引物,采用2轮菌落PCR方法对鲤脑全长cDNA文库中的克隆进行筛选,确定了基因序列152在文库中的位置,经生物信息学比对分析确定其为NADH泛醌氧化还原酶亚基3基因.这一基因在低温下的特异表达,对于低温下鱼类机体的供能,起着重要作用.结果还表明,NADH泛醌氧化还原酶亚基3基因在鲤氧化呼吸链电子传递系统中与低温适应性状在一定程度上存在相关性.

褐飞虱NADH泛醌氧化还原酶51kD亚基全长cDNA序列的克隆及分析

利用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆了褐飞虱NADH泛醌氧化还原酶51kD亚基(NQO)基因的全长cDNA片段,并进行了核苷酸序列测定。结果表明,该cDNA片段长度为1 930 bp,所编码的蛋白与家牛、小家鼠、食蟹猴、人和蟾蜍的NADH泛醌氧化还原酶51kD亚基的氨基酸序列的同源性分别达到77%、76%、76%、75%和75%。Southern杂交分析表明,NQO基因在褐飞虱基因组中以单拷贝形式存在。

褐飞虱NADH泛醌氧化还原酶51kDa亚基cDNA片段的克隆及表达分析

NADH泛醌氧化还原酶是动物体内呼吸链电子传递系统的第一个酶,克隆水稻害虫褐飞虱的NADH泛醌氧化还原酶基因,及研究其在褐飞虱与水稻互作中的表达变化,将为科学防治褐飞虱提供新的线索。利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)技术克隆了褐飞虱NADH泛醌氧化还原酶51 kDa亚基基因的cDNA片段,并进行了序列测定;使用Northern杂交技术检测了该基因对两种不同抗性水稻的分子反应。分子杂交结果表明,在取食抗性水稻品种B5后,褐飞虱的NADH泛醌氧化还原酶51 kDa亚基基因表达水平明显升高,而取食感虫水稻TN1后,该基因的表达水平没有明显变化。

捻转血矛线虫NADH:泛醌氧化还原酶结构域包含蛋白基因的克隆表达及功能分析

选取捻转血矛线虫NADH:泛醌氧化还原酶结构域包含蛋白(NDUDC)基因进行克隆表达,并对其功能进行研究。采用RT-PCR方法对NDUDC基因进行克隆,构建表达载体得到重组蛋白质,Western blot分析蛋白质的抗原特性;采血分离山羊外周血单个核细胞(PBMCs)与重组蛋白质共培养,利用间接免疫荧光试验检验重组蛋白质与细胞的结合情况;以不同质量浓度(0、10、20、40μg·mL-1)重组蛋白质刺激细胞,测定其对细胞增殖、细胞迁移和NO分泌的影响。结果表明,重组蛋白质能够有效刺激细胞增殖,显著提高细胞迁移能力以及增加NO的分泌。可见NDUDC蛋白具有较强的抗原性,可刺激细胞发挥免疫功能。

NADH:泛醌氧化还原酶复合体组装因子2在肝癌组织中的异常表达和功能探讨

目的:基于肿瘤基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)数据库的多组学数据,分析线粒体呼吸链复合体I组装因子NADH∶泛醌氧化还原酶复合体组装因子2(NADH∶ubiquinone oxidoreductase complex assembly factor 2,NDUFAF2)基因在肝癌组织中的表达、临床及预后意义,并探讨其参与肝癌发生发展的可能机制。方法:利用TCGA肝癌样本的RNA测序、全外显子组测序、单核苷酸多态芯片和DNA甲基化测序数据,分析NDUFAF2在肝癌中的表达特征及其异常高表达的可能机制。基于TCGA肝癌RNA测序数据获得与NDUFAF2高度相关性的共表达基因,进行Reactome、MSigDB通路和人类表型富集分析,并利用Cytoscape软件绘制功能网络。结果:对TCGA肝癌RNA测序数据的表达和生存分析显示,线粒体呼吸链复合体的全部亚基中,仅NDUFAF2在肝癌组织中显著高表达,且与不良的总生存率和无复发生存率均相关。肝癌组织中NDUFAF2的高表达与性别、人种、肿瘤分化程度和微血管侵犯显著相关(P均<0.05)。基因扩增和肝癌驱动基因TP53和CTNNB1的突变,以及MYC扩增是造成NDUFAF2高表达的可能原因。对肝癌组织中与NDUFAF2共表达的411个基因的富集分析显示,NDUFAF2可能通过调控细胞能量产生、氧化应激、RNA加工、蛋白翻译和c-Myc、mTORC1相关信号传导通路,促进肝癌的发生发展。结论:NDUFAF2在肝癌组织中的高表达可能通过调控RNA加工和蛋白翻译等生物学通路参与细胞癌变,可作为潜在的肝癌预后预测标志物和新的治疗干预靶点。

大鼠电子传递黄素蛋白-泛醌氧化还原酶cDNA的克隆、功能表达和细胞定位

从大鼠肝线粒体纯化得到一个内膜结合蛋白,经蛋白酶水解发现丰度最高的两个肽段含有相同的一个14肽序列.BLAST同源搜索找到了与这个14肽对应的大鼠基因组DNA.利用RACE的方法得到一个完整开放阅读框的cDNA,编码含616个氨基酸残基的蛋白质序列.克隆得到的大鼠cDNA与人的ETF-QO具有很高的同源性.通过序列比较发现克隆得到的cDNA对应大鼠ETF-QO的蛋白前体ETF-QOp,而从大鼠肝线粒体纯化得到的内膜结合蛋白则是ETF—QO. 构建的pYES/ETF—QO在酵母中的表达产物富集于线粒体组分,并具有ETF—QO的氧化-还原活性, 因此获得了ETF-QO在酵母中的功能表达,表明ETF—QOpN端32肽是线粒体的引导肽,且FAD 及[4Fe-4S]被正确地组装.ETF—QO在大鼠的心、肝、肾表达较高,而在脾与肺却很低.在动物细胞中表达了ETF—QOp的GFP融合蛋白,它在细胞内与线粒体的特异染料呈共定位.

毛鱼藤酮与鱼藤酮杀虫活性的比较

毛鱼藤酮是从杀虫植物毛鱼藤根中分离的杀虫活性物质。以菜粉蝶、甘蓝蚜、柑桔全爪螨、小菜蛾和黄曲条跳甲为试虫比较测定了毛鱼藤酮与鱼藤酮的毒杀、拒食、生长发育干扰和忌避产卵活性。结果表明 :毛鱼藤酮的杀虫活性依昆虫种类而异 ,对柑桔全爪螨、小菜蛾、黄曲条跳甲的活性与鱼藤酮相当 ,其LC50 没有显著差异 ,而对甘蓝蚜和菜粉蝶的活性显著低于鱼藤酮。毛鱼藤酮和鱼藤酮对昆虫均具拒食活性 ,但前者比后者弱。毛鱼藤酮还与鱼藤酮一样对昆虫有一定的生长发育干扰和忌避产卵作用。NADH 泛醌氧化还原酶抑制活性测定结果显示 ,毛鱼藤酮的抑制活性低于鱼藤酮 ,二者抑制中浓度 (IC50 )分别为 5 2 7nmol·mL- 1 和 2 5 8nmol·mL- 1 。根据拒食、受药途径和酶抑制的试验结果分析认为 ,毛鱼藤酮在浸叶处理时对某些昆虫有较高杀虫活性是由于其比鱼藤酮有较低的拒食活性 。

线粒体电子传递呼吸链及其生物学意义的研究进展

线粒体为细胞的生命活动提供基本能量。其内膜上的呼吸链酶传递氢和电子到ATP酶复合体,用于合成能量及维持跨内膜氢离子梯度循环。细胞生存所需能量的95%由线粒体呼吸链提供,主要由位于线粒体内膜上的5个复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)组成的线粒体呼吸链酶完成,即NADPH-泛醌、琥珀酸-泛醌还原酶、泛醌-Cytc还原酶、细胞色素c氧化酶及ATP合成酶。本文对线粒体呼吸链Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ/Ⅴ的分子结构、功能及生物学意义等进行了综述。

线粒体呼吸链膜蛋白复合体的结构

线粒体作为真核细胞的重要"能量工厂",是细胞进行呼吸作用的场所,呼吸作用包括柠檬酸循环和氧化磷酸化两个过程,其中氧化磷酸化过程的电子传递链(又称线粒体呼吸链)位于线粒体内膜上,由四个相对分子质量很大的跨膜蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、和Ⅳ)、介于Ⅰ/Ⅱ与Ⅲ之间的泛醌以及介于Ⅲ与Ⅳ之间的细胞色素c共同组成。线粒体呼吸链的功能是进行生物氧化,并与称之为复合物V的ATP合成酶(磷酸化过程)相偶联,共同完成氧化磷酸化过程,并生产能量分子ATP。线粒体呼吸链的结构生物学研究对于彻底了解电子传递和能量转化的机理是至关重要的,本文分别论述线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的结构,并跟踪线粒体呼吸链超复合体的结构研究进展。

线粒体DNA编码蛋白质亚基的研究

人类线粒体DNA(mtDNA)是全长为16569 bp的双链闭环分子,除负责编码2种rRNA和22种tRNA外,还参与了4种呼吸酶复合物(13种多肽)的形成。包括NADH-CoQ还原酶(NADH-CoQ reductase,ND)中的7个亚基(ND1-6,4L);泛醌-细胞色素C还原酶(CoQ-Cytc reductase)的1个亚基(Cyt-b);细胞色素C氧化酶(cytochrome Coxidase,COX)中的3个亚基(COX I-III);ATP合成酶(ATPase)中的2个亚基(ATPase6,8)。本文就人线粒体DNA编码的各蛋白亚基的结构、功能和研究进展进行综述。

N-(1-苯胺基-2,2,2-三氯乙基)-1H-吡唑酰胺类抑制剂的设计、合成及生物活性研究

线粒体呼吸链复合体II(EC 1.3.5.1)又称为线粒体琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase,SDH)和琥珀酸-泛醌氧化还原酶(succinate:ubiquinone oxidoreductase,SQR),它是一种重要的杀菌剂靶标,作用于该靶标的商业化品种已有19个.本文以本课题组前期通过虚拟筛选得到的先导化合物为起点,设计并合成了一系列新型的N-(1-苯胺基-2,2,2-三氯乙基)-1H-吡唑酰胺类化合物4a^4z和5,其中化合物4r和5对猪心来源SQR的半抑制浓度(IC_(50)值)分别达到了0.106μM和15.01nM.采用分子模拟技术研究了它们的构效关系,结合自由能的理论计算值(△G_(cal))与实验测定值(△G_(exp))之间的相关性(R^2)为0.95,表明基于分子对接得到的结合模式是可信的,化合物活性的提高在很大程度依赖于侧链部分与受体的相互作用能的提高.

多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症的诊治进展

多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症是一种较为常见的脂肪酸代谢紊乱,临床表现高度异质,常有呕吐、酸中毒以及脂质沉积性肌病表现,根据血多种酰基肉碱升高及尿中戊二酸等有机酸升高可明确诊断.新生儿发作型临床表现重,预后较差;核黄素治疗反应性患者给予核黄素治疗可完全纠正其临床症状及生化紊乱;核黄素无反应者应同时给予低脂、低蛋白、高碳水化合物饮食,并预防急性代谢紊乱的发作.

NDUFAF4激活Wnt/β-catenin通路增加肝癌辐射抵抗性机制研究

目的研究泛醌氧化还原酶复合物组装因子4(NDUFAF4)的表达与肝癌患者临床预后的相关性,探究NDUFAF4对人肝癌细胞系的辐射敏感性的影响及其机制。方法通过数据库及肝癌组织样本探究NDUFAF4在肝癌中的表达及其表达水平与临床预后的相关性。通过脂质体将敲减NDUFAF4基因的质粒si-NDUFAF4转入HepG2和Huh7细胞,克隆形成实验检测辐射敏感性。同时通过裸鼠开展荷瘤实验,免疫荧光法检测β联蛋白(β-catenin),蛋白质印迹法检测上皮钙黏素(E-cadherin)和神经钙黏素(N-cadherin)的蛋白表达。结果生物信息学分析结果证实,NDUFAF4在肝癌组织中显著高表达,其表达水平越高,患者预后越差(P<0.05)。NDUFAF4在肝癌组织中的表达水平显著高于癌旁组织;克隆形成实验证实,敲减NDUFAF4显著降低肝癌细胞的生存率(P<0.01);体内实验证实,敲减NDUFAF4可以减慢癌细胞增殖,减少β-catenin及Ki-67的表达。敲减NDUFAF4显著减少肝癌细胞系核内β-catenin的蛋白水平,提示NDUFAF4可以激活Wnt/β-catenin通路。敲减NDUFAF4显著上调E-cadherin和下调N-cadherin的蛋白表达水平。结论敲减NDUFAF4可以通过抑制Wnt/β-catenin通路增强人肝癌细胞系的辐射敏感性,并且与临床预后紧密相关,或可为克服肝癌的辐射抗性提供新的靶点。