线粒体、高尔基体及内质网中UBIAD1蛋白的生理作用研究进展

UbiA类异戊烯转移酶结构域1蛋白(UBIAD1)是一种多功能的异戊烯转移酶,广泛表达于生物各个组织,在细胞线粒体、高尔基体、内质网上均有表达。UBIAD1蛋白功能多样性与其不同空间定位相关。UBIAD1在线粒体可合成维生素K2,维持线粒体结构和细胞内正常能量供应;在高尔基体合成抗氧化剂辅酶Q10,通过抗氧化及减少缺血再灌注引起的氧化应激和细胞凋亡以保护心血管;在内质网与3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶a还原酶相互作用,通过抑制3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶a还原酶的内质网相关降解调节细胞脂质代谢。

移行上皮反应基因TERE1的结构与功能分析

目的用生物信息软件分析移行上皮反应基因TERE1蛋白的跨膜结构,并预测分析其重要蛋白结构域功能。检测TERE1在细胞中表达定位。方法采用不同生物信息学软件预测分析TERE1的蛋白跨膜结构及重要结构域功能。采用分子克隆方法构建绿色荧光蛋白-移行上皮反应基因(pEGFP-TERE1)重组质粒,转染人膀胱癌细胞系T24,激光共聚焦显微镜观察TERE1在细胞中表达定位。结果 TERE1蛋白为多次跨膜的蛋白,保守的区域形成3个环loop 1、loop 2和loop 3;N端和loop 1含有高度保守的位点;以loop 2和loop 3之间的区域采用PROSITE软件分析显示UbiA类异戊烯转移酶家族具有一致性序列。采用菌液PCR、双酶切鉴定和DNA测序验证pEGFP-TERE1重组质粒构建成功。TERE1主要在T24细胞浆中表达。结论 TERE1为多次跨膜的蛋白,保守的区域形成3个环,UbiA类异戊烯转移酶家族具有一致性序列。TERE1主要在T24细胞浆中表达。

UBIAD1通过抑制nNOS/NO途径减轻氧糖剥夺再灌注损伤

目的:缺血性脑卒中的发病率和致残率均极高,缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury,IRI)是治疗的关键。UbiA类异戊烯转移酶结构域1蛋白(UbiA prenyltransferase domain containing 1 protein,UBIAD1)是一类具有多种生物学功能的酶,参与线粒体呼吸链电子传递、脂代谢、氧化应激等,这些过程均与IRI有关。本研究探讨UBIAD1在脑IRI中的作用及其作用机制。方法:以小鼠成神经细胞瘤(mouse neuroblastoma Neuro2a,N2a)细胞为研究对象,构建氧糖剥夺再灌注(oxygen-glucose deprivation/reoxygenation,OGD/R)损伤模型,以过表达UBIAD1的慢病毒载体转染N2a细胞,构建稳定过表达UBIAD1的细胞模型。第1部分实验将N2a细胞分为5组:未经OGD处理(non-OGD)组、经OGD处理4 h后分别再灌注0、4、12、24 h组;第2部分实验将N2a细胞分为6组:正常细胞(Con)+non-OGD组、转染空载体细胞(EV)+non-OGD组、UBIAD1过表达细胞(OE)+non-OGD组、Con+OGD处理(OGD/R)组、EV+OGD/R组、OE+OGD/R组;第3部分将N2a细胞分为8组:Con+non-OGD组、OE+non-OGD组、Con+non-OGD+NOS特异性抑制剂7-硝基吲唑(7-nitroindazole,7-NI)组、OE+non-OGD+7-NI组、Con+OGD/R组、OE+OGD/R组、Con+OGD/R+7-NI组、OE+OGD/R+7-NI组。使用激光共聚焦扫描显微镜观察高尔基体形态改变,流式细胞术检测细胞凋亡率,MTT法检测细胞活力,Griess试剂盒检测NO的释放,分别通过real-time PCR和蛋白质印迹法检测细胞UBIAD1、分泌途径衍生钙离子转运ATP酶1(secretory pathway Ca^(2+)-ATPase isoform 1,SPCA1)、NOS的mRNA和蛋白质表达水平。结果:与non-OGD组相比,经OGD处理4 h后再灌注0、4、12及24 h的各组N2a细胞中UBIAD1 mRNA和蛋白质表达水平均明显下调(P<0.05或P<0.01),且再灌注时间越长,UBIAD1表达水平下调越显著。与Con+OGD/R组、EV+OGD/R组相比,OE+OGD/R组UBIAD1 mRNA和蛋白质表达水平均明显上调(均P<0.01),细胞凋亡率均下降(均P<0.01),细胞活力均增高(均P<0.01),高尔基体碎裂较少,形态保存较完整,SPCA1 mRNA和蛋白质表达水平均明显上调(均P<0.05)。OE+non-OGD组与Con+non-OGD组相比,OE+OGD/R组与Con+OGD/R组相比,内皮型NOS(endothelial NOS,eNOS)及神经元型NOS(neuronal NOS,nNOS)的mRNA和蛋白质表达均下调(P<0.05或P<0.01),NO含量均减少(均P<0.01);Con+OGD/R+7-NI组与Con+OGD/R组相比,OE+OGD/R+7-NI组与OE+OGD/R组相比,NO含量均减少(均P<0.01),N2a细胞凋亡率均下降(均P<0.01)。结论:UBIAD1可减轻神经细胞OGD/R损伤,改善OGD/R后高尔基体功能,其机制可能与抑制nNOS/NO途径有关。

施奈德结晶状角膜营养不良致病基因功能的研究进展

施奈德结晶状角膜营养不良(SCCD)是一种罕见的常染色体显性遗传病,临床症状为角膜中脂质异常积累。有研究结果表明,SCCD由UbiA异戊烯基转移酶结构域包含蛋白1(UBIAD1)基因突变引起。UBIAD1突变后分子构型改变,不能与3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶受体(HMGCR)解离,HMGCR不能通过泛素化途径降解,导致HMGCR在内质网膜聚集,胆固醇合成增多,诱发SCCD疾病。本文中笔者就UBIAD1的功能和SCCD致病的分子机制进行重点综述,旨在为SCCD的诊断与治疗提供参考。