环境变化和时序衰老过程中酵母蛋白激酶Sch9磷酸化的调控

出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白激酶Sch9与哺乳动物蛋白激酶S6K1同源.S6K1是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)的底物,且与很多人类疾病相关,包括肥胖症、糖尿病和癌症.Sch9和S6K1都对不同营养条件和环境胁迫条件下的细胞生长调控很重要.Sch9激活环内的磷酸化位点570位苏氨酸残基也被称为PDK1位点,而737位苏氨酸位点也被称为PDK2位点,这两个位点的磷酸化对Sch9的活性非常重要.蛋白激酶Pkh1/2磷酸化Sch9的PDK1位点,而雷帕霉素靶蛋白复合体1(TORC1)磷酸化PDK2位点.为了深入了解Sch9在细胞中的功能,阐明不同环境条件下及时序衰老过程中Sch9的PDK1和PDK2位点磷酸化的调控就显得尤为重要.利用特异性识别570位苏氨酸残基磷酸化的Sch9蛋白和特异性识别737位苏氨酸残基磷酸化的Sch9蛋白的两种抗体,对不同环境条件下和时序衰老过程中Sch9的两个位点的磷酸化调控进行了研究.研究结果揭示了Sch9的两个磷酸化位点在营养感受、胁迫应答、热量限制和时序衰老过程中的调控方式.揭示Sch9的PDK1位点磷酸化的调控与热量限制延长出芽酵母时序寿命密切相关.

酿酒酵母蛋白激酶Sch9的PDK1位点调控C末端磷酸化状态

利用酿酒酵母蛋白激酶Sch9(哺乳动物p70S6k1的同源物)PDK1和PDK2位点点突变的两种突变体,分别进行生长、寿命表型检测及免疫印迹分析实验,发现PDK1位点的磷酸化水平对于Sch9活性起着主导性作用,并且PDK1位点发生去磷酸化会促进C末端高度磷酸化,而PDK1发生磷酸化会抑制C末端的磷酸化.由此说明Sch9上PDK1和PDK2位点是否发生磷酸化除了受到各自上游激酶的调节外,两者之间还存在着一种负调控机制.

SCH9基因对酿酒酵母中H_2S代谢的影响

H2S作为胞内气体信号分子,在心血管和神经系统方面的治疗显著效果引起了人们的关注.首先,为了探究酿酒酵母中SCH9基因缺失对其H2S生成的影响,我们以酿酒酵母SCH9基因缺失型菌株RCD398、RCD399和TS120-2d为研究对象,用醋酸铅试纸检测反应体系中H2S含量.非热量限制条件,WT(BY4741)培养48h产生了4(mm)/A600nm H2S,而Sch9Δ(RCD398)只产生0.4(mm)/A600nm.热量限制条件下,WT(BY4742)培养48h产生了10(mm)/A600nm的H2S,而Sch9Δ(RCD399)未检测到H2S.其次,为了探究SCH9基因缺失菌株对外源H2S分解的影响.用GYY4137和NaHS作为H2S的供体.WT(BY4742)培养72h之后未检测到H2S,而Sch9Δ(RCD399)仍可持续检测到大量H2S.结果表明SCH9缺失既可以下调酿酒酵母中H2S的生成,也可以下调酿酒酵母对外源H2S的分解.

长引物PCR法构建白念珠菌SCH9-MYC融合菌

目的构建白念珠菌SCH9-MYC融合菌。方法运用长引物PCR扩增含有MYC标签和ARG4筛选标记的质粒序列,采用醋酸锂转染法将质粒序列同源重组到白念珠菌SN152的SCH9基因开放阅读框的C末端,在SC-Leu-选择性培养基上筛选阳性克隆,抽取阳性克隆基因组进行PCR验证,将验证为阳性的转染子进行生长曲线测定、spot assay、菌丝诱导实验,进一步筛选出表型正常的融合菌。结果通过PCR验证鉴定出3株融合菌构建正确,通过生长曲线测定、spot assay、菌丝诱导实验筛选出两株表型正常的融合菌菌株。结论运用长引物PCR扩增方法同源重组可以正确构建白念珠菌SCH9-MYC融合菌菌株。

寿命调控同源蛋白Sch9与S6K1的结构与功能分析

芽殖酵母Sch9与哺乳动物S6K1是保守的寿命调控同源蛋白,利用生物信息学手段比较分析了Sch9与S6K1的理化性质、亚细胞定位、信号肽和跨膜区、空间结构、蛋白质相互作用网络、序列同源性及进化关系,以期对Sch9与S6K1的结构功能的深入研究提供线索和基础。结果表明Sch9为酸性稳定性亲水蛋白,而S6K1为酸性不稳定的亲水蛋白,均无信号肽和跨膜区域,两者定位于细胞核的可能性最大。Sch9与S6K1的主要二级结构均为无规卷曲,在进化上相当保守,Sch9属于C2超家族和PKc_like超家族,S6K1属于PKc_like超家族。Sch9相互作用蛋白主要有Cyr1、Tor1、Tor2、Pkh1/2,而S6K1相互作用蛋白主要有PIK3CA、RHEB、Rps6、RPTOR、mTOR,显示两者的相互作用蛋白保守性也较强。同时,分析显示Sch9与S6K1均具有利于蛋白间相互作用的结构特点,为进一步深入研究Sch9与S6K1的分子功能及调控机制提供了一定的理论参考。

Sch9调控酵母泛素化的分子机制研究

目的探究Sch9对酵母寿命的调控作用与泛素化水平之间的相关性。方法通过荧光染色的方法检测酵母细胞的活性氧(ROS)水平,采用超氧化物诱导剂及雷帕霉素靶蛋白复合物1(TORC1)抑制剂处理细胞,并利用蛋白质印迹技术检测细胞泛素化蛋白的表达水平。结果荧光染色显示,对数期sch9Δ突变体具有较高的超氧阴离子(P<0.01)。进一步用超氧诱导剂甲萘醌处理细胞,随着甲萘醌浓度增加,细胞泛素化水平具有降低趋势,且甲萘醌浓度与超氧阴离子含量呈正相关(P<0.01),与H_(2)O_(2)水平呈负相关(P<0.01)。此外,利用雷帕霉素处理细胞,可降低野生型酵母和sch9Δ突变体的泛素化水平(P<0.05)。结论细胞的泛素化与超氧阴离子含量无关,但超氧阴离子可能作为一种适应性的信号激活胁迫应答基因表达。抑制TORC1活性降低泛素化的调控机制,可能与不依赖于Sch9的信号通路有关,为酵母细胞蛋白质量控制和寿命调控提供新的分子理论基础。

酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白激酶SCH9激活环磷酸化调控胁迫应答

通过比较野生型、△sch9和△sch9(SCH9-3HA)三种酵母菌种在葡萄糖、半乳糖、蔗糖和麦芽糖作碳源培养基上的生长表型研究SCH9是否参与酵母不同碳源代谢利用调控.结果显示,△sch9细胞菌落大小较野生型细胞小且有明显的生长缺陷,但这种生长缺陷在重新获得sch-3HA基因后得到恢复.通过比较野生型、△sch9和△sch9(SCH9-3HA)三种酵母菌种在渗透压胁迫和热胁迫条件下的生长表型发现sch9可能参与了酵母胁迫应答.利用抗SCH9570位磷酸化苏氨酸特异性抗体(anti-T570-P),通过变性免疫沉淀和免疫印迹方法,研究了生理条件下的△sch9(SCH9-3HA)细胞裂解液中SCH9激活环的磷酸化状态.结果显示,在生理条件下SCH9激活环T570位点发生了明显磷酸化.进一步研究了渗透压胁迫条件下SCH9激活环T570位点的磷酸化水平.结果表明,渗透压胁迫条件下SCH9激活环T570位点磷酸化水平较生理条件下显著增强.结果显示SCH9可能通过增强激活环磷酸化水平来参与调控酵母不同碳源代谢和胁迫应答.

酵母蛋白激酶Sch9激活环磷酸化状态参与热胁迫应答调控

在酵母(Saccharomyces cerevisiae)中,蛋白激酶Sch9已经被证明与细胞大小、胁迫应答、自噬以及寿命的调控有关.通过不同基因型酵母在固体培养基上的热敏感性研究,发现Sch9的激酶功能与热胁迫相关,进一步通过Sch9特异磷酸化位点抗体的免疫印迹,检测了细胞内Sch9关键的激活环T570位点(PDK1位点)在热胁迫条下的磷酸化状态,发现半乳糖诱导表达的Sch9在热胁迫条件下T570位点去磷酸化,首次证明了Sch9通过调控激酶活性参与细胞热胁迫应答.研究结果揭示了Sch9在胁迫应答中的部分功能,并为生理条件下Sch9调控功能的研究提供了生物化学证据.

Sch9通过Cdc34调控酵母细胞的寿命和胁迫应答

为研究Sch9激酶的生理功能,本文首先通过同步细胞周期的方法发现Sch9的PDK1位点的磷酸化随细胞周期变化.接下来在酵母中过表达Cdc34显示Cdc34的组成性表达可以进一步延长s ch9△突变体的寿命并且增强其对氧化胁迫及热胁迫的抗性.我们的研究结果首次表明Cdc34作为Sch9的底物参与细胞胁迫应答和衰老的调控.

Sch9蛋白激酶调控酵母细胞全蛋白的泛素化

为探讨蛋白激酶Sch9是否影响细胞蛋白质稳态水平及其在热胁迫时的响应,以野生型、SCH9基因缺失突变体、转sch9基因ΔSch9(SCH9-3HA)酵母为材料,利用特异的泛素抗体,检测长期培养时全蛋白泛素化水平变化.结果表明,Sch9缺失引起细胞全蛋白泛素化水平降低,转sch9基因可以使细胞全蛋白泛素化水平恢复.55℃热胁迫30 min处理,突变体Δsch9全蛋白泛素化水平降低,转sch9基因Δsch9(SCH9-3HA)全蛋白泛素化水平不变,回到正常生长温度时,蛋白泛素化水平也没有改变.外加蛋白酶体抑制剂MG132时,突变体ΔSch9蛋白泛素化水平不受影响,而转sch9基因△sch9(SCH9-3HA)全蛋白泛素化水平显著增加,表明前者是自噬途径降解,而增加部分是通过蛋白酶体途径降解.蛋白激酶Sch9调控细胞全蛋白泛素化水平,以及2个不同的降解途径.

酵母(Saccharomyces cerevisiae)Sch9蛋白激酶PDK1位点体内磷酸化的研究

根据 Sch9氨基酸序列中激活区570位苏氨酸(T570)位点,也被称为 PDK1位点附近的氨基酸序列设计了一段磷酸化多肽,并获得了570位磷酸化苏氨酸特异性抗体.实验表明该抗体可有效区别 Sch9 PDK1位点的磷酸化和非磷酸化.使用该抗体检测生理条件下表达的 Sch9蛋白,发现 Sch9的 PDK1位点在生理条件下发生了明显的磷酸化.