线粒体膜间隙蛋白在细胞凋亡中的作用

线粒体除了作为细胞内的“能量工厂”外,在控制细胞凋亡中起主导作用。细胞凋亡时,线粒体膜通透性增加,释放可溶性线粒体膜间隙蛋白质,进一步破坏细胞结构。在这些致死性蛋白质中,有些(cytc、Smac／DIABLO、Omi／HtrA2等)能够激活caspases,另一些(endo G、AIF、Omi/HtrA2等)则以非caspase依赖的方式发挥作用。多种线粒体因子参与细胞凋亡,强化了细胞器在凋亡控制中的核心作用。     

验证性筛选PDZ结构域结合配体文库快速研究HtrA2/Omi PDZ结构域的结合特性

HtrA2/Omi是一种线粒体丝氨酸蛋白酶, 在哺乳动物细胞中具有双重功能, 即诱导细胞凋亡和参与维持线粒体活性的动态平衡. PDZ结构域是最重要的蛋白质相互作用结构域之一, 参与多种生物学过程, 如细胞信号转导、蛋白质降解、细胞骨架组织等. 最近研究发现, HtrA2/Omi蛋白的PDZ结构域与配体的相互作用, 可以调节HtrA2/Omi蛋白自身的水解酶活性.以HtrA2/Omi PDZ结构域为研究对象, 用酵母双杂交系统验证性筛选PDZ结构域结合配体文库, 快速研究该结构域的结合特性, 并在人类全蛋白质组范围内预测并发现该结构域新的相互作用蛋白, 最后分析这些新的相互作用所能够形成的最小相互作用网络来评估其可信度. 研究结果揭示了HtrA2/Omi PDZ结构域新的结合特性, 即: 不仅能够结合已报道的II类PDZ配体而且还可以结合I类和III类PDZ配体, 并且配体-3位氨基酸具有一定范围内的可变性. 而且, 发现了7个新的HtrA2/Omi PDZ结构域相互作用蛋白, 为进一步阐明HtrA2/Omi蛋白的生物学功能提供了重要线索. 同时证明了验证性筛选目的结构域结合配体文库, 这一结构域结合特性研究新策略的实用性和高效性.     

线粒体促凋亡因子Omi/HtrA2在肝癌组织中表达的研究

目的探讨丝氨酸蛋白酶Omi/HtrA2在肝癌组织、癌旁组织与正常肝组织中的表达及意义。方法应用免疫组化SABC法检测43例肝癌、30例癌旁组织及10例正常肝组织中Omi/HtrA2的表达。结果29例(67·44%)肝癌中Omi/HtrA2蛋白表达阳性,30例癌旁组织和10正常肝组织没有或只有少量很弱的表达。肝癌高分化组中Omi/HtrA2蛋白的表达明显高于中、低分化组(P<0·01)。另外,Omi/HtrA2表达与肿瘤大小及临床分期相关,但Omi/HtrA2表达与肝硬化、有无癌栓、HBsAg和AFP无关。结论肝细胞癌可能需要Omi/HtrA2的表达来促进凋亡,Omi/HtrA2的表达对肝癌的发展有重要作用。     

神经酰胺以Caspase依赖和非依赖方式诱导线粒体凋亡蛋白释放

本研究探讨了外源性C2-神经酰胺诱导入结肠癌HT-29细胞凋亡中,线粒体膜间隙凋亡蛋白的释放机制．不同浓度C2-神经酰胺作用HT-29细胞,流式细胞仪检测线粒体膜电位（△ψm）,线粒体／细胞液分离试剂盒分离亚细胞成分,聚丙烯酰胺凝胶电泳检测细胞色素C（Cytc）、高温必需蛋白A2（HtrA2）、线粒体源性半胱天冬氨酸蛋白酶第二活化因子（Smac）、凋亡抑制蛋白（XtAP）和半胱天冬氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）蛋白表达水平．实验结果显示25和50μmol／L C2-神经酰胺作用细胞6h,△ψm即开始下降（P〈0．05）,且环孢霉素能通过调节线粒体膜通透性转换孔抑制△ψm的下降．C2-神经酰胺对Cyt c,HtrA2和Smac总蛋白表达没有明显影响,但能诱导Cyt c,HtrA2和Smac从线粒体释放入细胞液中,并下调XIAP蛋白的表达及活化Caspase-3．在Caspase抑制剂存在下,C2-神经酰胺仍能诱导Cyt c和HtrA2从线粒体释放,但不能诱导Smac释放．因此认为C2-神经酰胺能通过线粒体凋亡通路诱导HT-29细胞凋亡,C2-神经酰胺诱导Cytc和HtrA2从线粒体的释放是Caspase非依赖性的,而Smac释放是Caspase依赖性的．     

Nur77 在缺氧/ 复氧诱导的心肌细胞凋亡中的作用及其机制的研究

目的:观察Nur77通过线粒体转位对缺氧/复氧(H/R)诱导的心肌细胞凋亡的影响。方法:原代培养l-2天SD大鼠心肌细胞,建立H/R模型。随机分为正常对照组、H/R组、Nur77组,采用免疫荧光检测横纹肌肌动蛋白(α-actin)鉴定心肌细胞;采用TUNEL染色法及Caspase-3酶活性检测心肌细胞凋亡情况;采用Western blot检测细胞核及线粒体Nur77蛋白表达、线粒体及胞浆Omi/HtrA2蛋白表达。结果:H/R组细胞核中Nur77蛋白表达明显低于正常对照组;而在线粒体中则相反。Nur77组线粒体中的Omi/HtrA2蛋白表达明显低于正常对照组;而在胞浆中则相反。结论:在心肌细胞H/R损伤时,Nur77线粒体转位促使Omi/HtrA2蛋白从线粒体释放入胞浆,从而导致心肌细胞凋亡。     

丝氨酸蛋白酶HtrA2/Omi可参与调节线粒体中的适配蛋白p66Shc

目的:p66Shc在线粒体内积累和HtrA2/Omi的功能缺陷都能导致线粒体损伤,诱导细胞凋亡.探讨在线粒体中HtrA2对p66Shc的调控作用.方法:构建p66Shc和成熟型HtrA2的真核表达质粒,共转染HEK293T细胞,免疫印迹法(Western blot)检测p66Shc蛋白;构建原核表达质粒,大肠杆菌纯化蛋白,体外切割实验,SDS-PAGE分离后考马斯亮蓝染色检测;提取HtrA2功能缺陷小鼠( mnd2)大脑组织的线粒体,检测线粒体内p66Shc的蛋白水平.结果:细胞实验和体外实验证明HtrA2可以切割p66Shc,且在mnd2小鼠大脑中,线粒体内p66Shc的蛋白水平明显升高(P＜0.05).结论:p66Shc是HtrA2的直接底物,且HtrA2参与调节线粒体中p66Shc的蛋白水平,揭示了HtrA2发挥神经保护功能新的可能机制.     

线粒体促凋亡因子Omi/HtrA2在乳腺癌中的表达及意义

目的本文旨在通过检测促凋亡分子Omi/HtrA2在乳腺良恶性肿瘤组织中的表达,探讨其与乳腺癌发病的关系及临床意义.方法采用免疫组化EnVinsion system法检测63例乳腺癌及37例乳腺纤维腺瘤组织中Omi/HtrA2的表达情况,同时检测这些组织中Caspase-3蛋白的表达.结果 Omi/HtrA2在乳腺纤维腺瘤中表达显著低于乳腺癌中的表达(P<0.05),而Caspase-3则在乳腺纤维腺瘤中表达显著高于乳腺癌中的表达(P<0.05),但二者的表达与乳腺癌的临床分期均无明显相关性(P>0.05).结论线粒体促凋亡蛋白Omi/HtrA2的在乳腺癌中高表达与其发生发展有关.     

HAX-1研究进展

HAX-1为凋亡调节蛋白,其结构与Bcl-2家族相近,含有BH1、BH2结构域。HAX-1在成年人心肌细胞中通过抑制caspase9的活化从而起到抗凋亡作用,同时也是促凋亡蛋白Omi/HtrA2的底物,在凋亡过程中被其降解。另外,HAX-1能够与蛋白的3＇非翻译区结合,可能参与了对mRNA的调节。HAX-1在机体细胞内广泛表达,与多种蛋白存在相互作用,具有多种生物学功能。简要综述了近年来有关HAX-1蛋白的抗细胞凋亡、参与细胞迁移,以及在病毒感染、疾病中的作用。     

线粒体与细胞凋亡调控

细胞凋亡是一个受到一系列相关基因严格调控的细胞死亡过程。线粒体是细胞凋亡调控的活动中心。在凋亡因子的刺激下,线粒体释放出不同促凋亡因子如细胞色素C、Smac／Diablo等,激活细胞内凋亡蛋白酶Caspase。我们发现,活化后的Caspase可以反过来作用于线粒体,引发更大量线粒体细胞色素c的释放,构成细胞色素c释放的正反馈调节机制,从而导致电子传递链的中断、膜电势的丧失、胞内ROS的升高以及线粒体产生ATP功能的完全丧失。Bcl-2家族蛋白在细胞色素C释放和细胞凋亡调控中起关键作用。     

Rapid characterization of the binding property of HtrA2/Omi PDZ domain by validation screening of PDZ ligand library

HtrA2/Omi is a mammalian mitochondrial serine protease, and was found to have dual roles in mammalian cells, not only acting as an apoptosis-inducing protein but also maintaining mitochondrial homeostasis. PDZ domain is one of the most important protein-protein interaction modules and is involved in a variety of important cellular functions, such as signal transduction, degradation of proteins,and formation of cytoskeleton. Recently, it was reported that the PDZ domain of HtrA2/Omi might regulate proteolytic activity through its interactions with ligand proteins. In this study, we rapidly characterized the binding properties of HtrA2/Omi PDZ domain by validation screening of the PDZ ligand library with yeast two-hybrid approach. Then, we predicted its novel ligand proteins in human proteome and reconfirmed them in the yeast two-hybrid system. Finally, we analyzed the smallest networks bordered by the shortest path length between the protein pairs of novel interactions to evaluate the confidence of the identified interactions. The results revealed some novel binding properties of HtrA2/Omi PDZ domain. Besides the reported Class Ⅱ PDZ motif, it also binds to Class Ⅰ and Class Ⅲ motifs, and exhibits restricted variability at P-3, which means that the P-3 residue is selected according to the composition of the last three residues. Seven novel ligand proteins of HtrA2/Omi PDZ domain were discovered, providing significant clues for further clarifying the roles of HtrA2/Omi.Moreover, this study proves the high efficiency and practicability of the newly developed validation screening of candidate ligand library method for binding property characterization of peptide-binding domains.