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蛋白质酪氨酸硝化是一种重要的蛋白质翻译后修饰。在蛋白质的酪氨酸残基酚羟基的邻位上引入了一个大体积的吸电子基团硝基,生成3-硝基酪氨酸(3-Nitrotyrosine,3-NT),从而改变蛋白质的结构,并可能影响蛋白质功能。在一些疾病(如神经退行性疾病、心血管疾病和糖尿病等)中发现3-NT的含量异常升高,并认为3-NT的形成与这些疾病的发生发展有关,但具体的影响机制却不明确。血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)是一种重要且保守的活性肽,对维持神经细胞功能有重要的作用,其酪氨酸残基与保持活性密切相关。神经退行性疾病中血红素(heme)和铜离子(Cu2+)代谢紊乱,且该疾病状态下氧化应激加剧,导致体内过氧化氢(H2O2)和亚硝酸盐(NO2-)含量增高。因此heme或Cu2+催化蛋白质酪氨酸硝化,被认为是这些疾病状态下蛋白质酪氨酸硝化增高的原因之一。VIP是否会在此环境下发生酪氨酸硝化?VIP酪氨酸硝化后对其结构与功能的影响如何?尚未见报道。本文研究了在H2O2和NO2-存在下,heme和Cu2+催化VIP酪氨酸硝化的可能性,以及VIP酪氨酸硝化对其结构与功能的影响。研究结果可能为阐述神经退行性疾病发生发展的机制提供一种可能性。主要的研究结果如下:(1)通过紫外可见吸收光谱、荧光淬灭、核磁共振氢谱证明了VIP与heme能发生结合,形成了heme-VIP复合物,且heme能结合在VIP的酪氨酸残基附近。通过荧光淬灭、电喷雾离子质谱、核磁共振氢谱证明了VIP与Cu2+能发生结合,形成了Cu2+-VIP复合物,且Cu2+能与VIP的组氨酸残基结合,并结合在酪氨酸残基附近。(2)发现heme-VIP复合物催化H2O2氧化L-酪氨酸形成双酪氨酸的效率显著高于游离heme,这说明VIP与heme结合后具有更高的催化氧化活性;斑点印迹证实了VIP在heme-H2O2-NO2-体系中发生了酪氨酸硝化,运用液质联用仪检测出三种酪氨酸硝化产物(VIP(10)(10号位酪氨酸被硝化为3-NT)、VIP(22)(22号位酪氨酸被硝化为3-NT)和VIP(10,22)(10号和22号位酪氨酸都被硝化为3-NT)),表明VIP在此体系下两个酪氨酸残基均能发生硝化。发现Cu2+-VIP复合物比Cu2+更有效催化H2O2生成羟基自由基含量,说明了Cu2+与VIP结合后促进了Cu2+的催化羟基自由基生成的能力;斑点印迹证实了VIP在Cu2+-H2O2-NO2-体系中发生了酪氨酸硝化。上述结果说明了VIP可以与heme或与Cu2+结合,这种结合增强了heme/Cu2+的催化活性,提高了VIP原位酪氨酸硝化的几率。(3)圆二色光谱结果表明,酪氨酸硝化改变了VIP单体的结构。细胞实验结果表明,酪氨酸硝化减弱了VIP促进c AMP生成的能力,这说明酪氨酸硝化将会减弱VIP的生物活性。VIP酪氨酸硝化导致其功能发生改变,这些改变可能与神经退行性疾病的发生发展有一定的联系。