人类HSCARG蛋白结构和功能的研究

来源 :北京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ldfzcc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
HSCARG基因(GeneID:57407)在NCBI的注释中属于“功能未知”。我们从IMAGEcDNA库克隆到相应读码框片段,并表达纯化了HSCARG重组蛋白。对重组蛋白进行晶体筛选并成功地得到了晶体,收集到2.4A的衍射数据。利用硒代甲硫氨酸的单波长反常散射法(Se-SAD法)解析出HSCARG蛋白的三维结构(PDB编号是2EXX)。在DALI数据库中比对结果表明HSCARG蛋白与NmrA蛋白的结构较为相似。HSCARG蛋白可以分为两个结构域,N-端结构域含有一个Rossmanfold,由7个平行的β-strands和9个α-helices组成α/β结构,是结合二核苷酸的典型结构;C-端结构域的二级结构比较少,包括两个β-sheets和一些α-helices。HSCARG晶体的一个不对称单位中含有两个蛋白分子,这两个蛋白分子形成了不对称二聚体,其中,分子A以19对氢键与一个NADP+分子结合,而另一个分子B则不结合NADP+分子。不对称二聚体中的两个蛋白分子存在着很大的构象差异。相对于B分子而言,A分子的结构更加紧凑而有序。在A分子和B分子差异最大的区域(Gly123-Ile143)内,A分子的Lys133与NADP+形成了2对氢键;而B分子则用这段区域中的氨基酸与A分子形成了二聚体,我们认为不对称二聚体的形成造成了HSCARG蛋白分子发生构象变化,使得蛋白由A分子构象变成B分子构象。 在晶体结构中HSCARG蛋白是以二聚体形式存在,但是在Tris缓冲液中绝大多数HSCARG蛋白却是以单体形式存在的;而在模仿晶体生长条件的部分磷酸缓冲液中,HSCARG蛋白又是以二聚体存在的,这表明HSCARG蛋白存在着单体变成二聚体的现象,磷酸缓冲液加速了二聚体的形成。对HSCARG中参与结合NADP(H)的部分氨基酸(Arg37,Tyr81)进行点突变,分析NADP(H)结合能力缺陷的HSCARG突变体的晶体结构,证实突变体蛋白以单体的形式存在,暗示了部分蛋白结合NADP(H)是二聚体形成的基础。 体外生化测定表明,NADPH和NADP+与HSCARG蛋白的解离常数分别是0.486μM和13.5μM,这说明HSCARG蛋白能感应细胞中氧化还原状态的变化,并且对细胞中的NADPH水平做出反应。在HeLa细胞中,HSCARG蛋白主要定位在细胞质和核膜周围一圈,与细胞骨架蛋白cytokeratin有共定位的现象。HSCARG突变体实验表明,R37A、Y81A和K133A突变体结合NADPH能力大大下降或者丧失,并且这三种突变体蛋白在核膜周围的定位很少或者消失,这也表明NADPH对HSCARG蛋白在细胞中的功能起着重要的作用。 通过Co-IP以及Pulldown等实验,我们实验室发现并证实了HSCARG蛋白和精氨琥珀酸合成酶(AS)能直接相互作用,这是研究HSCARG细胞功能的另一条重要线索。AS催化精氨酸合成中的限速步骤,影响着细胞中一氧化氮和尿素的合成。体内实验表明,过表达HSCARG蛋白会抑制293T细胞中一氧化氮的合成。此外,NADP(H)结合能力缺陷的HSCARG突变体与AS的相互作用增强,所以,NADPH的结合在一定程度上能抑制HSCARG与AS的结合。 许多能结合二核苷酸的蛋白具有脱氢酶或者还原酶以外的功能,这类蛋白主要在基因转录或者细胞氧化还原平衡等方面起调控作用。结构分析表明,HSCARG是NmrA/SDR结构超家族的一员,它的结构与NmrA的结构最相似,但由于它缺乏短链脱氢酶(SDR)中非常保守的Ser…TyrxxxLys催化motif.所以不具备短链脱氢酶活性。生物信息学检索表明,HSCARG基因的2个邻近基因(HMOX2和DNAJA3)都属于抗胁迫基因,而且在多种物种中,HSCARG基因都和这2个基因相邻。这两个邻近基因影响着细胞的生长、衰老和凋亡等过程。在我们实验中,过表达HSCARG蛋白能提高细胞的生长活性,而当HSCARG蛋白的表达受到干涉后,引起细胞凋亡。这些结果都表明,HSCARG和其邻近基因可能在功能上相关:HSCARG可能属于某种类型的调控因子,能感应细胞中的氧化还原状态,并且是细胞中氧还状态的维持者之一,影响细胞的生长、衰老和凋亡。
其他文献
有机溶剂对微生物细胞的生理和代谢有一定的毒害作用,成为制约非常规介质中进行细胞生化反应的瓶颈。维持细胞高活性,筛选对有机溶剂的抗性或耐受性高的细胞,是提高生物催化
该文提出了一种新型多媒体网络教学系统的设计和实现方案.
遗传算法作为一种进化计算方法,适用于处理系统方法难以解决的高度复杂的非线性问题,具有思路简单、通用性强、应用范围广、适合并行分布处理及全局优化等特点.该文从遗传算
用户需求的强力推动和无线通信技术的迅速发展使现代个人数字终端集成了电话、数据服务、个人局域网、定位导航、蓝牙、视频电视等诸多功能。作为无线接收设备的最前沿,低成本
该文基于电大尺寸多导体柱散射问题的有效分析方法--迭代不变性测试方程法,提出一种新的电波传播预测模型,适用于城市微小区内的高大建筑物等效为二维寻体柱,建立单个建筑物
伴随着MEMS技术,特别是封装技术的发展,越来越多的MEMS器件需要真空封装来提升器件的性能。然而多年来,真空封装技术一直是一个技术难题。目前我国虽然进行了很多真空封装技术的
MCU在医疗、通信、交通、工业电子设备、仪器仪表和消费类电子等国民经济中得到广泛的应用,充斥在人类生活和国民经济的各个方面,推动着国民经济的迅速发展。一个MCU芯片的面市
FED是一种新型显示器件,它具有体积小、功耗低和显示质量好等优点.目前,国外 的FED及其驱动电路的研制工作已到了产品化阶段,而国内的FED研究还处于起F步阶段.该 文介绍了讨
该论文将统计物理学与电子运动的动力学理论相结合,建立了电子束中电子的空间及动量统计分布函数演化的统计动力学理论,统一地处理外电磁场、电子束的空间电荷效应和束内电子
该论文只讨论整年钼靶XRAY计算机辅助诊断系统(CMAD)的一部分,即早期诊断部分.研究人员曾尝试采用传统的图象处理方法效果并不理想,所以采用了两种较新的图象处理技术--数学