線粒體通過(guò)氧化磷酸化產(chǎn)生ATP為細(xì)胞供能,因此氧濃度的變化極易導(dǎo)致線粒體的功能紊亂。低氧條件下電子傳遞鏈因氧分子的缺乏而產(chǎn)生大量（reactive oxygen species,ROS）活性氧,并導(dǎo)致線粒體膜電位的降低,從而損傷線粒體。另一方面,低氧又能通過(guò)激活多種適應(yīng)性反應(yīng)來(lái)維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài),保證機(jī)體功能的正常行使。線粒體自噬（mitophagy）便是一種重要的低氧適應(yīng)性反應(yīng),是細(xì)胞通過(guò)自噬溶酶體途徑特異性地清除受損或冗余線粒體的一種生物學(xué)現(xiàn)象。低氧條件下,線粒體自噬通過(guò)選擇性地識(shí)別并降解損傷的線粒體,維持細(xì)胞氧化還原平衡,防止細(xì)胞進(jìn)入死亡途徑。在低氧調(diào)控線粒體自噬的機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn),一些線粒體膜蛋白能作為受體分子通過(guò)與自噬膜蛋白LC3結(jié)合介導(dǎo)自噬隔離膜對(duì)線粒體的識(shí)別,線粒體外膜蛋白BNIP3便是其中重要的一種受體分子。此外,BNIP3也是低氧誘導(dǎo)因子HIF-1的靶基因,受低氧調(diào)控。以往的研究揭示了低氧條件下BNIP3被轉(zhuǎn)錄上調(diào)進(jìn)而激活線粒體自噬的分子機(jī)制。然而除了轉(zhuǎn)錄水平影響其對(duì)線粒體自噬調(diào)控之外,BNIP3翻譯后修飾對(duì)線粒體自噬的調(diào)控目前知之甚少。在本研究中,我們首先發(fā)現(xiàn)低氧能... 

【文章來(lái)源】：軍事科學(xué)院北京市

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

哺乳動(dòng)物中線粒體自噬的調(diào)節(jié)途徑

.3.1. BNIP3 的結(jié)構(gòu)BNIP3 是一種定位于線粒體外膜的 BH3-only 蛋白，在其 C 端具有一個(gè)跨構(gòu)域（transmembrane domain, TM, 164-184 aa.），使其能插入到線粒體外膜同于 Bcl-2 家族的絕大多數(shù)成員，TM 結(jié)構(gòu)域在 BNIP3 介導(dǎo)的多種功能中發(fā)不可或缺的作用[36]。BNIP3 預(yù)測(cè)的分子量為 21.5 kDa，而在 SDS-PAGE 電常常在 30 kDa 和 60 kDa 處檢測(cè)到 BNIP3 的表達(dá)，這種結(jié)果顯示 BNIP3 自形成穩(wěn)定的同源二聚體[33]。而 TM 結(jié)構(gòu)域?qū)τ?BNIP3 形成同源二聚體不可，通過(guò)突變構(gòu)建 TM 結(jié)構(gòu)域缺失的 BNIP3 則導(dǎo)致其既不能形成同源二聚體能定位于線粒體[35]。之后多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的研究證明缺失 TM 結(jié)構(gòu)域不僅會(huì)導(dǎo)變的 BNIP3 失去線粒體去極化和細(xì)胞死亡的誘導(dǎo)活性，還能拮抗外源過(guò)表低氧/缺血下高表達(dá)的野生型 BNIP3 所介導(dǎo)的細(xì)胞死亡活性[37,38]。此外，在心肌細(xì)胞和 HL-1 心肌細(xì)胞株中的研究發(fā)現(xiàn)，缺失 TM 結(jié)構(gòu)域也能完全抑NIP3 介導(dǎo)的自噬活性[38,39]。

軍事科學(xué)院博士學(xué)位論文現(xiàn)，在 CHX 處理細(xì)胞時(shí) BNIP3 的蛋白表達(dá)量顯著被降低（圖 3.2A, B）。鑒于CHX 的作用是抑制新蛋白的合成，常用于對(duì)快速降解蛋白的檢測(cè)，因此我們推測(cè) BNIP3 可能通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑被降解。隨后，我們通過(guò)蛋白酶體抑制劑MG132 處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)常氧或低氧下 BNIP3 均能被 MG132 所積累（圖 3.2C）。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，BNIP3 能經(jīng)泛素-蛋白酶體途徑被快速降解。


本文編號(hào)：2901432