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E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白及波形蛋白在肿瘤转移中应用的研究进展

E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白及波形蛋白在肿瘤转移中应用的研究进展
E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白及波形蛋白在肿瘤转移中应用的研究进展

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2013.10.001.

(收稿日期:2015鄄09鄄22)

(本文编辑:吕晶丽校对:杨璐)

E鄄钙黏蛋白、N鄄钙黏蛋白及波形蛋白在肿瘤转移中应用的研究进展

李蒙吴玖斌综述张培彤审校

100053 北京,中国中医科学院广安门医院肿瘤科(李蒙、张培彤);100102 北京,中国中医科学院望京医院骨关节二科(吴玖斌)

通信作者:张培彤,Email:drzhangpeitong@https://www.doczj.com/doc/c47685356.html,

DOI:10.3760/cma.j.issn.1006鄄9801.2016.02.017

【摘要】恶性肿瘤侵袭、转移的发生不仅增加了患者的痛苦,还加大了临床治疗的难度,也是导致癌症患者死亡的主要原因。通过研究癌症的转移机制来寻找癌症复发转移的分子生物学标志物及抑制

在人体的恶性肿瘤中90 %以上是上皮细胞性肿瘤。由于上皮间质转化(EMT)是上皮细胞获得迁移能力的有效方式,成为上皮细胞癌浸润转移的一个重要途径[1]。然而,如何确认发生转化的上皮性肿瘤细胞是一个难题。随着新的影像技术的飞速发展和各种细胞标记方法的不断涌现,为问题的解决带来了曙光。各种研究表明EMT的发生伴随着标志物的变化,主要包括上皮标志蛋白E鄄钙黏蛋白(E鄄cadherin)和间质标志蛋白N鄄钙黏蛋白(N鄄cadherin)、波形蛋白(vimentin)。

1E鄄钙黏蛋白的表达

E鄄钙黏蛋白主要表达于上皮细胞膜[2],是一类介导细胞间黏附的跨膜糖蛋白,包括N鄄端胞外区、高度疏水跨膜区及C鄄端胞内区。E鄄钙黏蛋白主要通过细胞间的E鄄连接素的胞外段共同形成“拉链”结构的黏附连接系统,这一系统早已被公认为“浸润抑制系统”,其表达下降或缺失可导致癌细胞间黏附性减弱,易发生脱落和转移。研究发现乳腺癌等均存在E鄄钙黏蛋白介导的细胞鄄细胞黏附功能的削弱或丧失[3]。因此E鄄钙黏蛋白表达减少或缺失被认为是发生EMT的标志。研究发现,在发生EMT的肿瘤中,E鄄钙黏蛋白表达下降或缺失,同时几种E鄄钙黏蛋白的转录抑制因子也在多种肿瘤组织中被发现。

2N鄄钙黏蛋白的表达

N鄄钙黏蛋白也是一类钙依赖性跨膜糖蛋白[4],主要分布在神经及内皮细胞等间叶组织中,主要参与调节钙介导的同一种类型细胞间的黏附即同质黏附、细胞极性及形态维持、细胞的聚集和迁移以及细胞的识别。N鄄钙黏蛋白的表达能介导肿瘤细胞由上皮向间叶转化并促使血管增生,提高肿瘤的侵袭能力。研究发现N鄄钙黏蛋白可作为胃癌的独立预后因子,提示患者预后不良[5]。此外,其与患者的年龄、肿瘤分期、低分化、静脉转移、肝转移和复发具有相关性。

3波形蛋白的表达

波形蛋白是一类纤维蛋白,也是一种间质细胞的标志物,人类波形蛋白的编码基因定位于10号染色体p13,由464个氨基酸组成。波形蛋白主要分布于间叶组织及细胞,另外在恶性肿瘤细胞中亦有波形蛋白的表达,如在肺癌、膀胱癌、宫颈癌中发现波形蛋白表达异常的增加[6鄄8]。且在田茗源等[6]的研究中发现波形蛋白的过表达与肿瘤恶性程度呈正相关,而与年龄、病理类型、性别、吸烟与否差异均无统计学意义。

4EMT标志蛋白的应用

4.1肿瘤诊断中的应用

EMT主要标志蛋白的表达对于肿瘤恶性程度的诊断具有一定的指导作用。研究发现肺腺癌的肿瘤细胞中E鄄钙黏蛋白、波形蛋白的表达与肿瘤细胞的分化程度显著相关,即在高中分化的腺癌中,E鄄钙黏蛋白的表达显著高于低分化腺癌,而波形蛋白的表达显著低于低分化腺癌[9]。提示E鄄钙黏蛋白和波形蛋白表达状况的检测可以作为预测及判定肺腺癌患者恶性程度的重要参考指标。

4.2肿瘤治疗中的应用

手术是恶性肿瘤患者获得根治性治疗的最主要方式,而EMT的出现对其有着指导意义。有研究发现发生EMT 的肺癌

其复发转移的基因靶点,对临床治疗癌症有着重要的指导作用。恶性肿瘤的侵袭、转移是个复杂的过程,主要包括癌细胞本身的生物学特性、宿主细胞及细胞外基质与癌细胞的相互作用等。目前,研究上皮间质转化(EMT)在肿瘤发生及演进中的作用已成为肿瘤研究中的热点。而已知的上皮间质化的标志物包括上皮标志蛋白和间质标志蛋白,上皮标志蛋白最主要的是E鄄钙黏蛋白(E鄄cadherin),而间质标志蛋白主要有N鄄钙黏蛋白(N鄄cadherin)和波形蛋白(vimentin),因此现将这三者近十年的相关研究作一综述。

【关键词】上皮细胞鄄间充质细胞转化;肿瘤;E鄄钙黏蛋白;N鄄钙黏蛋白;波形蛋白

Research progress of application of E鄄cadherin,N鄄cadherin and vimentin in tumor metastasis Li Meng,Wu Jiubin,Zhang Peitong

Department of Oncology,Guang'anmen Hospital,China Academy of Chinese Medicine Sciences,Beijing 100053,China(Li M,Zhang PT);the Second Department of Orthopaedics,Wangjing Hospital,China Academy of Chinese Medicine Sciences,Beijing100102,China(Wu JB)

Corresponding author:Zhang Peitong,Email:drzhangpeitong@https://www.doczj.com/doc/c47685356.html,

【Abstract】The invasion and metastasis of tumor as the primary cause of death in cancer increases not only the patient's suffering,but also the difficulty of clinical treatment.It is an important guiding to find the molecular biological tumor markers and gene targets of antirecurrence and antimetastasis for clinical treatment. The invasion and metastasis of tumor is a complex process including the biological characteristics of the cancer,interaction among host cells,extracellular matrix and cancer cells,etc.Recently,epithelial mesenchymal transition(EMT)is becoming a hot spot in oncology research by virtue of its effect on genesis and development of tumor.Currently,the known markers of EMT include epithelial marker proteins mainly containing E鄄cadherin and interstitial marker proteins mainly containing N鄄cadherin and vimentin.It is necessary to make a summary among the studies on three proteins.

【Key words】Epithelial鄄mesenchymal transition;Neoplasms;E鄄cadherin;N鄄cadherin;Vimentin

患者中,癌细胞更容易发生淋巴结转移[9],这将为肺癌手术治疗时是否进行淋巴结清扫提供一定的指导意义。

化疗在肿瘤综合治疗中占有重要地位,但与之伴随的肿瘤多药耐药性的不断出现在很大程度上影响了肿瘤的药物治疗。越来越多的证据表明,EMT参与肿瘤的耐药与复发[10],避免细胞外信号对肿瘤细胞的作用,从而逃逸凋亡机制。如在乳腺癌细胞中观察到5氟尿嘧啶对肿瘤细胞的杀伤力会随着一些间质标志物的增加而减弱[11]。

在晚期非小细胞肺癌治疗中,以表皮生长因子受体鄄酪氨酸激酶抑制剂(EGFR鄄TKI)为代表的靶向药物以其特异性强、毒性低等不同于化疗药物的鲜明特点而具有划时代的意义。然而即使是分子靶向药物也有耐药性的出现。研究指出,EMT可以诱导恶性肿瘤细胞对分子靶向药物产生耐药[12],这是因为非小细胞肺癌、胰腺癌、直肠癌等大部分肿瘤在侵袭和转移过程中,经历EMT的间质样细胞可以通过一种非表皮生长因子受体(EGFR)依赖性途径来逃避凋亡过程[13]。那么试想一下,如果能观察到EMT标志物的变化是否可以帮助识别对EGFR 抑制剂敏感或耐药呢?一项研究表明,上皮样肿瘤细胞在体外对EGFR鄄TKI敏感[14],而这些上皮样细胞表达E鄄钙黏蛋白等上皮标志物,同时低表达或不表达波形蛋白/fibronectin等间质标志物。相反,高表达间质标志物波形蛋白的肺癌细胞体内外均表现出对EGFR 抑制剂(如厄洛替尼、吉非替尼、西妥昔单抗)的敏感性降低[11]。因此,肿瘤的EMT状态可以作为选择EGFR鄄TKI药物治疗的一项参考指标,对于表达EMT间质指标占优势的患者,可以考虑不使用EGFR鄄TKI药物,或选择其他治疗方法。

另外,酪氨酸激酶抑制剂(TKI)耐药现象与肿瘤的分化程度有关。研究表明低分化较高中分化腺癌细胞更容易出现TKI 的耐药现象[9],原因可能是,与高中分化相比,低分化腺癌细胞的E鄄钙黏蛋白表达更低,而波形蛋白的表达更高,因而更容易出现EMT现象,导致肿瘤细胞失去EGFR鄄TKI的作用位点而不断增殖。

4.3与预后的关系

EMT 能促进肿瘤的侵袭特性,并最终影响肿瘤患者的预后。Xing 等[15]通过Meta分析发现,随着E鄄钙黏蛋白表达减少,胃癌患者生存率降低。另外,通过对亚洲人群的调查分析也得出相似的结论,并且发现亚洲人群胃癌患者的E鄄钙黏蛋白低表达与分化程度、组织学类型、浸润深度、TNM 分期、淋巴结转移及远处转移密切相关。同样在胃癌的研究中发现,EMT 相关因子蛋白的表达,尤其是E鄄钙黏蛋白和N鄄钙黏蛋白的表达,与胃癌的分化程度、分期、血管浸润、淋巴管浸润等高侵袭的临床病理特征均有关[16鄄17]。袁玲玲等[18]观察60例子宫内膜癌患者,有淋巴结转移者E鄄钙黏蛋白的阳性表达率较无淋巴结转移者下降,而异常表达率却明显升高,提示其在Ⅰ型子宫内膜癌浸润和转移过程中起了重要作用。此外,肝细胞癌术前E鄄钙黏蛋白水平与临床分期有关[19],故可作为一种评价肝细胞癌预后的指标。

4.4逆转EMT的药理研究

如果能研发出逆转EMT的抗肿瘤药物将具有重要意义[20]。Nagai等[21]研究显示索拉非尼(sorafenib)能抑制肝细胞生长因子诱导的EMT形态学变化,下调肝癌HepG2和Huh7细胞N鄄钙黏蛋白的表达,同时上调E鄄钙黏蛋白的表达。进一步研究表明,索拉非尼通过抑制丝裂原活化蛋白激酶信号下调SNAⅡ表达,从而抑制肝癌细胞的EMT过程。另外,也有传统中药提取物对逆转EMT的研究,如Jang等[22]探讨灵芝的乙醇提取物(EGL)对人胃腺癌AGS细胞紧密连接性和抗转移活性的关系。结果显示EGL可以剂量依赖地抑制细胞的侵袭和迁移,并与抑制E鄄钙黏蛋白表达水平有关。然而,迄今为止尚未研究出真正具备临床意义的抗转移药物。大量研究证实EMT 是恶性肿瘤的侵袭和转移的始动环节,如果能开发出靶向肿瘤EMT 的阻滞剂,将有望成为抗肿瘤药物研制的里程碑。

4.5其他

EMT与肿瘤干细胞的形成有着密切联系[23],EMT能诱导肿瘤细胞成为具有持续分裂和分化等能力的干细胞,这类细胞具有很强的肿瘤形成能力,随着癌症的浸润转移而迁移并导致在其他部位产生新的肿瘤。如在Brabletz等[24]研究中发现EMT的肿瘤细胞能产生具有干细胞特性的细胞群。在肿瘤多重耐药方面,EMT与肿瘤干细胞也有关。如在肺癌患者中,E鄄钙黏蛋白下调引起的EGFR 抑制剂耐药现象也与肿瘤干细胞样特性相关[25]。从表面上看,两者通过不同的机制介导肿瘤多重耐药的发生,然而二者并不是绝对独立的,而是存在着协同作用。EMT不仅增加了肿瘤细胞的侵袭和迁移能力,而且与肿瘤干细胞表型的形成及转化过程均有着密切联系[26]。因此,针对EMT 及肿瘤干细胞的治疗将有望减少肿瘤的转移和复发,延长肿瘤患者的生存时间,并为寻找抗肿瘤治疗的新药靶点提供新思路[27]。

5讨论

E鄄钙黏蛋白、N鄄钙黏蛋白、波形蛋白作为EMT重要的标志蛋白,不仅在恶性肿瘤转移中具有表达,而且贯穿在肿瘤恶性程度的诊断、肿瘤手术、化疗、靶向治疗、肿瘤的多药耐药、肿瘤的预后以及干细胞表达等多方面。另外,在逆转EMT的药理研究、开发抗肿瘤转移新药中,E鄄钙黏蛋白、N鄄钙黏蛋白、波形蛋白都具有强大的潜力。虽然这些蛋白的表达与肿瘤的侵袭转移有着密切联系,但并不是所有肿瘤的侵袭转移均与EMT的发生有关。在窦薇等[9]研究中并未发现E鄄钙黏蛋白、波形蛋白的表达与淋巴结转移有明显关系,这说明EMT的发生可能只是引起转移的原因之一,相关研究有待进一步证实。另外,从EMT发生的角度出发,针对维持EMT肿瘤微环境及相关因素的治疗将为恶性肿瘤的治疗开辟新途径。

利益冲突无

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Liu XN,Xie L,Wang YJ,et al. Pharmacological research on progress of reverse epithelial mesenchymal transition[J]. Chinese Pharmacological Bulletin,2013,29(11):1481鄄1485. DOI:

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DOI:10.3724 /SP.J.1008.2011.01357.

(收稿日期:2015鄄07鄄13)

(本文编辑:吕晶丽校对:王姝雅)

多功能抗癌基因白细胞介素24在肿瘤中的研究进展

姜增誉侯文娜综述何生审校

030001 太原,山西医科大学第一医院影像科

通信作者:姜增誉,Email:sxjiangzengyu@https://www.doczj.com/doc/c47685356.html,

DOI:10.3760/cma.j.issn.1006鄄9801.2016.02.018

【摘要】白细胞介素24(IL鄄24)是通过消减杂交法从人黑色素瘤细胞中分离出来的黑色素瘤分化相关基因,属于IL鄄10家族,它有促进肿瘤细胞凋亡、抑制血管形成、增强放化疗敏感性以及免疫调节等作用,而对正常细胞没有毒副作用。作为一种具有多种抗肿瘤途径的细胞因子,IL鄄24将成为肿瘤基因治疗的新模式。文章主要对IL鄄24在抗肿瘤治疗中的作用及其机制作一综述。

【关键词】白细胞介素24;肿瘤;细胞凋亡;基因

基金项目:山西省研究生创新基金(2012038);山西医科大学创新基金(01201316)

Research progress of multi鄄functional cancer killing cytokine,interleukin鄄24in tumors Jiang Zengyu, Hou Wenna,He Sheng

Department of Radiology,the First Hospital of Shanxi Medical University,Taiyuan030001,China Corresponding author:Jiang Zengyu,Email:sxjiangzengyu@https://www.doczj.com/doc/c47685356.html,

【Abstract】Interleukin鄄24(IL鄄24)is a member of IL鄄10family,which was cloned from human melanoma cells by the method of subtractive hybridization.IL鄄24can inhibit the growth of tumor cells and angiogenesis and enhance radiation sensitivity and immune adjustment with non鄄toxic effects on normal cells.

跨膜丝氨酸蛋白酶研究进展

跨膜丝氨酸蛋白酶研究进展 郭晓强 (解放军白求恩军医学院生物化学教研室,石家庄050081) 摘要 跨膜丝氨酸蛋白酶(T MPRSSs),又名II型跨膜丝氨酸蛋白酶(TTSPs)是一类定位于细胞膜上具有保守丝氨酸蛋白酶结构域的蛋白家族,哺乳动物中已发现二十多个成员。T MPRSSs基本结构类似,C端蛋白酶结构域在胞外,N端位于胞内,还拥有单跨膜结构域,差异之处在于主干区。T MPRSSs具有多种重要生理功能,功能异常可造成耳聋、癌症、贫血和高血压等多种疾病。本文对T MPRSSs基本特征、结构、生理功能及相关疾病进行综述。 关键词 跨膜丝氨酸蛋白酶;耳聋;癌症;贫血;高血压 中图分类号 Q55 蛋白酶是一类水解蛋白质的酶类,最早于上世纪初在胃液中发现(胃蛋白酶),至今已鉴定多个成员。最早认为蛋白酶主要通过非特异性水解蛋白质参与食物消化,然而一系列研究表明哺乳动物体内还存在一些具有底物选择性的蛋白酶,它们参与更为多样的生理过程,如细胞周期、形态建成、细胞增殖和迁移、排卵、血管生成和细胞凋亡等,功能异常可造成代谢性疾病、神经退行性疾病、心血管疾病、关节炎和癌症等的发生(Puente等.2003)。相对于传统水溶性蛋白酶,新近发现一类特殊蛋白酶———具有单跨膜结构域的丝氨酸蛋白酶,并且C端位于胞外,因此被称为II型跨膜丝氨酸蛋白酶(type II trans me mbrane serine p r oteases,TTSPs)(Hooper等. 2001),又称跨膜丝氨酸蛋白酶(trans me mbrane p r o2 tease serines,T MPRSSs),这些新成员的发现和深入研究使人们对蛋白酶有了全新的认识[1]。 一、T M PRSS结构与基本特征 自1988年发现第一个跨膜丝氨酸蛋白酶T M2 PRSS1(hep sin)(Leytus等.1988)以来,至今已在人、小鼠和大鼠中发现二十多个成员,仅人类就有十几种(表1)。T MPRSS表达具有明显组织特异性,T M2 PRSS6主要在胎儿和成年肝脏中表达(Velasco等. 2002),而T MPRSS10主要存在于心脏(Yan等. 1999),这种表达模式说明不同T MPRSS参与不同生理过程。T MPRSS家族成员在分子量上差别巨大,如人T MPRSS1包含417个氨基酸残基,而T M2 PRSS10由1042个氨基酸构成,两者相差1倍以上,但基本结构却高度相似,均含四部分,从N端到C 端依次为短细胞质结构域、跨膜结构域、主干区和丝氨酸蛋白酶结构域,后两者位于胞外,不同成员区别主要集中于主干区。 根据主干区不同,T MPRSS可被进一步分为四个亚家族:HAT/DESC、hep sin/T MPRSS、matri p tase 和corin[1]。HAT/DESC亚家族包括T MPRSS11d (HAT)和T MPRSS11e(DESC1),它们结构最为简单,主干区仅由单一SE A(sea urchin s per m p r otein, enter opep tidase,agrin)结构域构成[2](图1)。hep2 sin/T MPRSS亚家族包括T MPRSS1~5和T MPRSS13等,是包含种类最多的一个亚家族,主干区包含清道夫受体富含半胱氨酸(scavenger recep t or cys2rich, SRCR)结构域和低密度脂蛋白A类受体(l ow densi2 ty li pop r otein recep t or class A,LDLa)结构域。matri p tase亚家族包括T MPRSS14(matri p tase21)、T MPRSS6(matri p tase22)和T MPRSS7(matri p tase23),其主干区除含有SEA结构域外,还包含2个CUB (comp le ment p r otein subcomponents C1r/C1s,urchin e mbryonic gr owth fact or and bone mor phogenetic p r o2 tein1)结构域及3到4个串联重复LDLa结构域。corin亚家族目前只发现一个成员T MPRSS10(cor2 in),其结构最为复杂,主干区包含8个LDLa结构域,2个frizzled结构域和1个SRCR结构域。 图1 几个典型T MPRSS结构特点[1]

钙蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin)的研究进展

读书报告 钙蛋白酶抑制蛋白研究进展 汪超钟正泽杨飞云周晓蓉曹兰 (重庆市畜牧科学院重庆荣昌402460) 摘要:钙蛋白酶在宰后肉类成熟过程中通过降解肌肉蛋白质而提高肉嫩度,钙蛋白酶抑制蛋白是在细胞内广泛表达的、高效的、专一性抑制钙蛋白酶活性的蛋白质,因此引起了广大研究者的广泛关注。本文阐述了钙蛋白酶抑制蛋白的结构,生物学作用,营养等因素对钙蛋白酶抑制蛋白的影响及其活性测定方法。 关键词:钙蛋白酶抑制蛋白结构生物学作用活性测定 Research Progress of Calpastatin W ang chao, Zhong zhengzhe, Y ang feiyun, Zhou xiaorong ,Cao lan (Chongqing Academy of Animal Science,Rongchong 402460 ) Abstact: Calpain make a contribution to Meat Tenderization by degradation of protein in the postmortem meat tenderization process. Calpastatin , a special endogenous inhibitor expressed extensively in cell , has a special inhibition to calpain. Therefore ,This paper review the structure ,biologic function, influenced factors , separation and activity assay of calpastatin. Key words: Calpastatin. Structure , Biologic function, influenced factors , activity assay 钙蛋白酶(Calpain)是一种钙激活中性半胱氨酸内肽酶,分布于所有脊椎动物的肌细胞内部。钙蛋白酶家族包括μ-钙蛋白酶,m-钙蛋白酶和钙蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin)等。钙蛋白酶在骨骼肌中通过涉及生肌细胞分化、激发肌原纤维蛋白周转来调控生长,同时在宰后肉类成熟过程中通过降解肌肉蛋白质而提高肉嫩度。钙蛋白酶被钙离子和钙蛋白酶抑制蛋白调控[1]。钙蛋白酶抑制蛋白是一种有着多种功能的内源抑制剂,它通过抑制钙蛋白酶而发挥作用。本文综述了钙蛋白酶抑制蛋白的结构、生物学作用、营养等因素对钙蛋白酶抑制蛋白的影响及其分离与活性检测方法等。 1 钙蛋白酶抑制蛋白的结构 肌肉组织中钙蛋白酶抑制蛋白的分子量为77 KDa,斯托克半径为6.8nm,含

胶原蛋白酶的研究进展

胶原蛋白酶的研究进展 摘要:胶原蛋白特有的三股螺旋结构使其难于被人体吸收,将胶原蛋白水解为胶原多肽后,可显著提高其营养及生理功能,胶原蛋白酶是一种价值很高的蛋白酶种。本文介绍了胶原蛋白酶的定义、选择、影响因素。作用机理等,并展望其研究方向。 关键词:胶原蛋白酶,作用机理,影响因素 Abstrac t: The nutritional and physiological function of collagen protein can be significantly improved via chemical or enzymatichydrolysis,as the collagen protein was difficult to be absorbed by human body due to the triple helical characteristic molecules structure. Collagen protease is a kind of high value of protease. In this paper, introduces the definition of collagen enzyme, selection, influence factors, mechanism etc. The future development direction it was also prospected. Key words: collagen protease, mechanism, influence factors 胶原蛋白是人体内含量最多、分布最广泛的蛋白质,是一种与组织和器官功能密切相关的功能性蛋白。胶原蛋白的低免疫原性、生物相容性、生物降解性[1 - 3]和生物活性等特性,被愈来愈多的消费者所认识。胶原蛋白制品已被广泛应用于食品、保健食品、化妆品、医药等领域,市场需求急剧增加[4]。天然胶原蛋白经蛋白酶水解后,可得到具有抗氧化、降血压、降血脂、免疫调节、激素调节、抗疲劳等生理调节功能的小肽,是极具发展前景的功能因子,也是当前医药、食品界最热门的研究课题之一[5-6]。 胶原蛋白具有独特的三股超螺旋结构,三条链相互平行而且由链间氢键相连,具有十分稳定的性质,一般的加工温度及短时间加热都难使其分解,因此难被人体吸收,食用利用率较低[7]。将胶原蛋白水解为胶原多肽后,其营养及生理功能可显著提高:蛋白质消化吸收率几乎达100%,能保护胃黏膜以及抗溃疡,促进皮肤胶原代谢,抑制血压上升,对关节炎等胶原病具有很好的预防及治疗作用,能促进钙吸收和降低血清中胆固醇含量等[8]。寻找一种高效的降解胶原蛋白的酶也成为了当今的一个热门课题。 1 胶原蛋白酶的定义和选择 1.1 定义 胶原蛋白酶(Collgaenolytci protease)定义为在适当的pH 和温度下,只切割活性胶原螺旋区或明胶而不作用于其他蛋白底物的酶类[9-10]。 1.2 酶的选择 能使胶原蛋白酶解的酶类较多。按照作用位点可以分为内切酶和外切酶;从来源上可分为植物蛋白酶(如菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶等)、动物蛋白酶(如胰蛋白酶、胃蛋白酶等)、微生物蛋白酶(如枯草杆菌1.398、放线菌166 等);此外,较常用于水解的蛋白酶还有风味复合酶等。在实际应用中,酶的选取通常要考虑三个方面:一是酶对胶原蛋白作用的强度;二是酶的价格;三是水解产物的要求。如果酶对胶原的作用太弱,则无法得到高的胶原水解率,而酶的纯度直接影响酶的价格,纯度较高的酶与工业用酶的价格往往相差甚远。因此开发的产品如没有特殊要求,一般可以考虑选择用已完全工业化的酶。除此之外,还必须考虑酶对胶原的作用位点,因为这直接影响最后水解产物分子量的分布,是决定能否得到目标产物的一个关键因素[12-13]。细菌胶原酶可分泌到胞外,通过发酵可大量获得,微生物来源的胶原酶在应用方面具有更广的应用范围[11]。

N-Cad,人N钙黏蛋白神经钙黏蛋白(N-Cad)酶联检测分析ELISA使用说明书

N-Cad,人N钙黏蛋白/神经钙黏蛋白(N-Cad)酶联 检测分析ELISA使用说明书 本试剂仅供研究使用标本:血清或血浆 樊克生物专业供应: 使用目的: 本试剂盒用于测定人血清、血浆及相关液体样本N钙黏蛋白/神经钙黏蛋白 (N-Cad)含量。 试验原理: N-Cad试剂盒是固相夹心法酶联免疫吸附实验(ELISA).已知N-Cad浓度的标准品、未知浓度的样品加入微孔酶标板内进 行检测。先将N-Cad和生物素标记的抗体同时温育。洗涤后,加入亲和素标记过的HRP。再经过温育和洗涤,去除未结合的酶 结合物,然后加入底物A、B,和酶结合物同时作用。产生颜色。颜色的深浅和样品中N-Cad的浓度呈比例关系。 试剂盒内容及其配制 试剂盒成份(2-8℃保存)96孔配置48孔配置配制 96/48人份酶标板1块板(96T)半块板(48T)即用型 塑料膜板盖1块半块即用型 标准品:80ng/ml 1瓶(0.6ml)1瓶(0.3ml)按说明书进行稀 稀 空白对照1瓶(1.0ml)1瓶(0.5ml)即用型 标准品稀释缓冲液1瓶(5ml)1瓶(2.5ml)即用型 生物素标记的抗N-Cad抗体1瓶(6ml)1瓶(3.0ml)即用型 亲和链酶素-HRP 1瓶(10ml)1瓶(5.0ml)即用型 洗涤缓冲液1瓶(20ml)1瓶(10ml)按说明书进行稀 释 底物A 1瓶(6.0ml)1瓶(3.0ml)即用型 底物B 1瓶(6.0ml)1瓶(3.0ml)即用型 终止液1瓶(6.0ml)1瓶(3.0ml)即用型 标本稀释液1瓶(12ml)1瓶(6.0ml)即用型 自备材料 1.蒸馏水。 2.加样器:5ul、10ul、50ul、100ul、200ul、500ul、1000ul。 3.振荡器及磁力搅拌器等。

钙蛋白酶系统研究进展_梅承君

钙蛋白酶系统研究进展 梅承君1,庞辉2,康相涛1*,孙桂荣1(1.河南农业大学,河南郑州450000;2.河南省公安厅,河南郑州450000)摘要阐述了钙蛋白酶系统的分类、结构,并且综述钙蛋白酶系统的一般生物学功能及影响因素。 关键词钙蛋白酶;钙蛋白酶抑制蛋白;钙蛋白酶激活蛋白;嫩度 中图分类号Q55文献标识码A文章编号0517-6611(2006)22-5774-03 Research Adva nce in C alpain System MEI C heng-jun et al(Hen an Agricul tu ral University,Zhen gzh ou,Henan450000) Abstract This paper revie wed th e classi ficati on and structu re of cal pain sys tem,the general biological function and its affecting factors. Key w ords C alp ain;Cal pas tatin;Calpain activator;Tenderness 钙蛋白酶是1964年由Guroff首次发现,1972年Bush等首先在骨骼肌中确认,1976年Da yton等对其进行纯化。钙蛋白酶被鉴定、纯化后,其名称有钙活化中性蛋白酶(Calcium a ctiva te d ne utra l prote ase,Calcium ac tiva ted ne utral SH prote ase, c alpain)简写为CANP(EC,3,4,22,17)、钙激活酶(Ca2+-a ctiva t-ed enzy me)、钙激活中性蛋白酶(Calcium a ctiv ate d ne utral pro-te ase)等。1983年Go ll等提出钙蛋白酶在骨骼肌肌丝蛋白降解过程中起关键作用[1]。目前,已证明它广泛地分布于绝大多数动物的细胞中。在一定浓度的钙离子作用下,钙蛋白酶主要作用于细胞骨架蛋白、蛋白激酶和磷酸酶,还参与细胞内的信号传递[2]。 1钙蛋白酶系统 1.1钙蛋白酶的分类Calpain中的Cal代表钙调蛋白(Ca-l moclulin),pain代表木瓜蛋白酶(Pa pain)。Calpain由钙调蛋白和木瓜蛋白酶两者以非共价键结合而成。钙蛋白酶系由多种同工酶构成。根据分布特点可将其分为组织特异性和非组织特异性蛋白酶两大类[3]。目前研究比较深入的是非组织特异性蛋白酶,已知的2种非组织特异性同工酶是Ca-l pain1和Ca lpain2。Ca lpain1可被L mol水平的钙离子激活,又称L-Calpain;Ca lpain2可被mmol水平的钙离子激活,又称m-Calpain。除活化时需要的钙离子浓度不同和结构略有差别以外,这2种同工酶生化和催化的性质几乎完全相同。红细胞内仅含有Calpain1,其余的哺乳动物细胞中均含有2种形式的钙蛋白酶。由于细胞内钙离子的波动在微摩尔(L mol)浓度水平以下,所以Ca lpain1很可能在正常生理条件下发挥功能,而Calpain2则可能在病理情况(细胞内钙超载条件)下才能激活[4]。 1.2钙蛋白酶系统的结构[5] 1.2.1钙蛋白酶的结构。钙蛋白酶系中L-Calpain和m-Ca-l pain由不均一的二聚体蛋白构成,其大、小亚基的分子量分别为80和30kD。Calpain3、8a、9、11、12和13也都分别由大、小2个亚基构成。大亚基具有催化活性,L-Ca lpain和m-Ca-l pain的大亚基分别由CANP1和CAN P2基因编码;小亚基具有调节功能。尽管L-Calpain和m-Calpain大亚基氨基酸 基金项目国家/8630计划资助项目(2002AA242021);河南省重大科技攻关项目(022*******,0322010600);河南省高校杰出科研人才 创新工程项目(2000KY CX005)。 作者简介梅承君(1979-),女,河南焦作人,硕士研究生,研究方向:家禽育种。*通讯作者。 收稿日期2006-08-09序列有明显差异,但是其高级结构基本相同,都由4个结构域组成,从N端起分别命名为?、ò、ó、?结构域。在大亚基中,结构域?由1~80位氨基酸残基组成,约占全部分子的10%,在蛋白酶激活的情况下很容易发生自溶,由此推测其可能起钙蛋白酶的活性调节作用,L-Calpain和m-Ca lpain仅在结构域?中不同;结构域ò含有81~330位氨基酸残基,约占全部分子的35%,是表现钙蛋白酶水解活性的关键部位,在未被激活的条件下含有2个次级区域[6];结构域ó由331~560位氨基酸残基组成,约占全部分子的35%,其功能为结合钙离子和磷脂,与蛋白酶调控亚基或其他调控蛋白有关;结构域?由561~705位氨基酸残基组成,占全部分子的20%,是结合钙离子的部位,含有4个钙结合蛋白所特有的EF-手型结构(1个EF-手型结构包含2个与钙离子结合环相连的氨基酸螺旋)[7]。L-Ca lpain、m-Calpain、Ca lpain9的小亚基含有2个结构域,这2个结构域由一段富含脯氨酸的序列相连,其中结构域ò与大亚基的结构域?相同,含有4个可以结合钙的EF-手型结构,故也具有结合钙的活性[8]。在其他钙蛋白酶中,如Calpain3、8a、11、12、13,尽管其大亚基也有结构域?,但其大、小亚基之间并没有相互联系。Ca lpain5、6、7、8b、10、15为非典型的钙蛋白酶,其部分结构域缺失或被取代,没有结构域?,因此推测其大、小亚基间也不存在联系。 1.2.2钙蛋白酶抑制蛋白的结构。钙蛋白酶抑制蛋白(Ca-l pastatin)是细胞内专一抑制钙蛋白酶活性的蛋白质。通过抑制钙蛋白酶活性,可抑制肌肉内蛋白质降解,参与肌肉生长过程中蛋白质的更新。在屠宰后的动物体内,它可抑制钙蛋白酶的活性,从而明显影响肉的嫩度。它可以识别钙蛋白酶与钙结合引起的构象变化,并与之特异性结合。钙蛋白酶抑制蛋白通过抑制钙蛋白酶的自溶作用而发挥作用,且该抑制作用不受pH值的影响。钙蛋白酶抑制蛋白共由5个部分(?、ò、ó、?、?)组成,其中4个是钙蛋白酶抑制蛋白的活性中心。当钙蛋白酶被钙离子激活后,如果附近有钙蛋白酶抑制蛋白存在,则将迅速与之结合而抑制蛋白酶活性,从而保证钙蛋白酶对底物只进行局部的特定位点的水解。 目前对钙蛋白酶抑制蛋白的生化性质了解的还不十分清楚。根据钙蛋白酶抑制蛋白在SDS电泳中的行为,可将其分为70和110kD两种类型。70kD类型主要存在于红细胞中,110kD类型存在于肝、心脏和其他组织中。虽然这2种钙蛋白酶抑制蛋白分子大小不同,但它们的功能性质相似。 安徽农业科学,Jou rnal of Anh ui Agri.S ci.2006,34(22):5774-5776责任编辑刘月娟责任校对孙能森

胶原蛋白酶的研究进展

胶原蛋白酶的研究进展三亿文库 设为首页收藏本站 首页考试资料幻灯片工程技术公务员考试小学教学中学教学大学教学外语资料 36胶原蛋白酶的研究进展 胶原蛋白酶的研究进展;摘要:胶原蛋白特有的三股螺旋结构使其难于被人体吸;关键词:胶原蛋白酶,作用机理,影响因素;Abstract:Thenutritionala; Keywords:collagenproteas;胶原蛋白是人体内含量最多、分布最广泛的蛋白质,是;加[4][1-3]和生物活性等特性,被愈来愈多的;[5-6]抗疲劳等生理调节功能的小肽,是极具发展 胶原蛋白酶的研究进展 摘要:胶原蛋白特有的三股螺旋结构使其难于被人体吸收,将胶原蛋白水解为胶原多肽后,可显著提高其营养及生理功能,胶原蛋白酶是一种价值很高的蛋白酶种。本文介绍了胶原蛋白酶的定义、选择、影响因素。作用机理等,并展望其研究方向。 关键词:胶原蛋白酶,作用机理,影响因素 Abstract: The nutritional and physiological function of collagen protein can be significantly improved via chemical or enzymatichydrolysis,as the collagen protein was difficult to be absorbed by human body due to the triple helical characteristic molecules structure. Collagen protease is a kind of high value of protease. In this paper, introduces the definition of collagen enzyme, selection, influence factors, mechanism etc. The future development direction it was also prospected. Key words: collagen protease, mechanism, influence factors 胶原蛋白是人体内含量最多、分布最广泛的蛋白质,是一种与组织和器官功能密切相关的功能性蛋白。胶原蛋白的低免疫原性、生物相容性、生物降解性 加[4][1 - 3]和生物活性等特性,被愈来愈多的消费者所认识。胶原蛋白制品已被广泛应用于食品、保健食品、化妆品、医药等领域,市场需求急剧增。天然胶原蛋白经蛋白酶水解后,可得到具有抗氧化、降血压、降血脂、免疫调节、激素调节、 [5-6]抗疲劳等生理调节功能的小肽,是极具发展前景的功能因子,也是当前医药、食品界最热门的研究课题之一。 胶原蛋白具有独特的三股超螺旋结构,三条链相互平行而且由链间氢键相连,具有十分稳定的性质,一般的加工温度及短时间加热都难使其分解,因此难被人体吸收,食用利用率较低[7]。将胶原蛋白水解为胶原多肽后,其营养及生理功能可显著提高:蛋白质消化吸收率几乎达100%,能保护胃黏膜以及抗溃疡,促进皮肤胶原代谢,抑制血压上升,对关节炎等胶原病具有很好的预防及治疗作用,能促进钙吸收和降低血清中胆固醇含量等[8]。寻找一种高效的降解胶原蛋白的酶也成为了当今的一个热门课题。 1 胶原蛋白酶的定义和选择 1.1 定义 胶原蛋白酶(Collgaenolytci protease)定义为在适当的pH 和温度下,只切割活性胶原螺旋区或明胶而不作用于其他蛋白底物的酶类 1.2 酶的选择 能使胶原蛋白酶解的酶类较多。按照作用位点可以分为内切酶和外切酶;从来源上可分为植物蛋白酶(如菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶等)、动物蛋白酶(如胰蛋白酶、胃蛋白酶等)、微生物蛋白酶(如枯草杆菌1.398、放线菌166 等);此外,较常用于水解的蛋白酶还有风味复合酶等。在实际应用中,酶的选取通常要考虑三个方面:一是酶对胶原蛋白作用的强度;二是酶的价格;三是水解产物的要求。如果酶对胶原的作用太弱,则无法得到高的胶原水解率,而酶的纯度直接影响酶的价格,纯度较高的酶与工业用酶的价格往往相差甚远。因此开发的产品如没有特殊要求,一般可以考虑选择用已完全工业化的酶。除此之

E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白及波形蛋白在肿瘤转移中应用的研究进展

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木瓜蛋白酶研究进展

食品酶学课程论文 题目木瓜蛋白酶研究进展 姓名孟超学号2010309110045 专业食品科学评分 中国·武汉

二○一○年一月 木瓜蛋白酶研究进展 摘要:木瓜蛋白酶是一类巯基蛋白酶,大量存在于木瓜乳汁中。对其组成成分、结构、制备、固定化、在非水介质中的特性及在医药上的用途等方面的研究进展进行了综述。 关键词:木瓜蛋白酶;固定化;医药用途 Abstract: Papain is a sulfhydry lprotease from the latex of the papaya fruit. The paper summarized the research development abou t it’s composition,structure, processing, immobilization, properties in non-aqueous medium and uasage in medicine. Keywords: Papain; Immobilization; Uasage in medicine 前言 木瓜蛋白酶(Papain)简称木瓜酶,又称为木瓜酵素。是利用未成熟的番木瓜(Carica papaya)果实中的乳汁,采用现代生物工程技术提炼而成的纯天然生物酶制品。它是一种含疏基(-SH)肽链内切酶,具有蛋白酶和酯酶的活性,有较广泛的特异性,对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力,同时,还具有合成功能,能把蛋白水解物合成为类蛋白质。溶于水和甘油,水溶液无色或淡黄色,有时呈乳白色;几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。最适合PH值5.7(一般3~9.5皆可),在中性或偏酸性时亦有作用,等电点18.75;最适合温度55~60℃(一般10~85℃皆可),耐热性强,在90℃时也不会完全失活;受氧化剂抑制,还原性物质激活。 1.木瓜蛋白酶的组分 工业用的木瓜蛋白酶一般都是未经纯化的多酶体系。现已知经木瓜乳汁干燥而得的木瓜蛋白酶至少含有四种主要酶类:木瓜蛋白酶[EC 3.4.22.2](papain)、木瓜凝乳蛋白酶[EC 3.4.22.6](chymopapain)、木瓜蛋白酶Ω[EC 3.4.22.30](papaya proteinaseΩ,也称papaya peptidase A、papaya proteinase Ⅲ、earieain)、木瓜凝乳蛋白酶M [EC3.4.22.25](chymopapain M也称glycylendopeptidase、papaya

E-钙粘蛋白及其复合体与肿瘤的侵袭转移

发育生物学综述 E-钙粘蛋白及其复合体与肿瘤的侵袭转移 姓名: 学号: 专业:

E-钙粘蛋白及其复合体与肿瘤的侵袭转移 摘要:侵袭与转移是恶性肿瘤最基本的生物学特征,也是导致肿瘤治疗失败及患者死亡的主要原因。这一过程与肿瘤细胞间黏附功能的降低密切相关,由E-钙粘蛋白及其复合体是细胞间粘附分子的重要组成部分,在抑制肿瘤细胞侵袭转移过程中发挥及其重要的作用。 关键词:E-钙粘蛋白;复合体;肿瘤;侵袭转移 前言 肿瘤的转移是一个复杂的多个步骤的癌细胞与宿主细胞相互作用的连续过程,其分子机制主要包括以下几方面:①肿瘤细胞黏附特性的改变。此过程主要通过一些相关细胞间黏附分子(ICAM)的异常表达或缺失,引起肿瘤脱离原发灶,并发生过转移1;②肿瘤微环境的调整以及细胞外基质的水解。肿瘤微环境是指肿瘤发生发展过程中所处的内环境,包括纤维、基质、组织液和淋巴液等,基质主要是各种胶原成分,近年来的研究发现微环境不仅促进肿瘤增殖侵袭生存和耐药,而且还促进肿瘤转移2。另外,肿瘤细胞降解基质蛋白质是局部侵袭和转移的必需步骤,同时降解的蛋白质对肿瘤细胞的增长生殖有促进作用;③肿瘤细胞的迁移和运动。肿瘤细胞还存在一种不依赖蛋白水解的单个细胞水平的变形运动3。 E-钙粘蛋白是一类介导同源细胞间粘附的钙离子依赖性跨膜糖蛋白。它是哺乳动物发育过程中第一个表达的钙粘蛋白,影响胚胎发育中细胞的分化,参与组织器官的形成。E-钙粘蛋白主要存在于人和动物上皮细胞,对于维持上皮细胞形态和组织完整性发挥重要作用,也抑制肿瘤的侵袭转移,影响原发肿瘤的早期生长和诱发肿瘤的增殖生长4。当其表达下调或功能障碍时,将使同种细胞失去粘附,对于上皮源性肿瘤而言,则意味着肿瘤具备侵袭生长的特点,并易从原发病灶脱落分离,向局部淋巴结转移或远处转移5。 1E-钙粘蛋白及其复合体概述

钙激活酶激活蛋白的研究进展

畜牧兽医科技信息2007.06 11 作者简介:范艳,女,汉,山西介休人。硕士研究生。生物化学与分子生物学专业。 ’通讯作者:常泓,女,汉,博士,教授。主要研究钙激活酶激活 蛋白对肉嫩化的调解机理。 专论与综述 钙激活蛋白酶系统是高度可调的、依赖于Ca2+的蛋白质水解酶系统,包括calpains(钙激活蛋白酶)、calpastatin(钙激活酶抑制蛋白) 和calpainactivator(钙激活酶激活蛋 白)。自1964年发现后,calpain就越来越引起人们的重视。在过去的50年内,大量的研究报道主要集中在calpain和 calpastatin的生理和病理功能以及它们之间的相互作用机理 上。而对calpainactivator的研究很少。calpainactivator是 calpain的正调节因子,是一种蛋白质。本文主要综述了cal- painactivator的结构、 功能及其研究进展,重点论述了cal-painactivator的结构和功能及在肉嫩化中的作用机理。1calpainactivator的研究历史 calpainactivator是calpain的正调节因子,是一种蛋白 质。首次发现calpainactivator的是美国Texas健康科学中心大学生理和药理系DeMartino等人,他在1981年研究钙调蛋白(CaM)对calpain的作用时发现此激活蛋白。 DeMartino等人在从牛脑中分离CaM时发现,牛脑中存 在一种能激活calpain并明显区分于CaM的一种分子量特别小(约20kD)的热稳定性蛋白质,它能提高calpain的水解速率约25倍,但不改变其对Ca2+的敏感度。 随后日本Kobe医科大学Takeyama等人于1985年在牛脑微粒体细胞中也分离得到此激活蛋白,并指明此激活蛋白既能激活calpain-Ⅰ也能激活calpain-Ⅱ,其分子量约为 15kD。 1988年意大利热那瓦大学生化研究所的Pontremoli和Melloni等人对calpainactivator进行了进一步的研究,结果 表明从嗜中性细胞中提取的calpainactivator可以提高cal- pain对Ca2+的敏感度。 1990年Melloni等人又从鼠骨骼肌中提取得到了cal-painactivator,而且从动力学角度入手对此激活蛋白和抑制 蛋白的酶学特性,及它们之间的竞争性关系进行了研究。Melloni等于1991年的研究主要是对calpainactivator的作 用机理进行研究,他们的初步研究结果为:calpainactivator可在较正常情况下calpain所需Ca2+浓度低25倍的情况下,提高80kD的大亚基转化为75kD亚基的速率;可以抑制 calpainⅡ的自溶作用,可以增加蛋白酶对同源性calpastatin 的降解作用;激活蛋白与calpainⅡ形成1∶1的复合体。 随后,日本科学家EiichiShiba等从人血小板中分离得到calpainactivator,意大利科学家SalaminoFranca等从人红细胞中也分离得到此因子。 1998年和2000年Melloni等对Calpainactivator的研究 取得了突破性的进展。在这些研究中,Melloni等明确指出, UK114和ACBP(酰基辅酶A结合蛋白)分别是calpain-Ⅰ 和calpain-Ⅱ的激活蛋白。随后,Pontremoli和Melloni等对 calpainactivator研究不断深入,测得了其氨基酸顺序。2000 年Melloni等还对此激活蛋白在细胞内的定位进行了研究。 2calpainactivator的结构2.1 UK114的结构 Mellonietal.,1998报道,从牛脑中分 离的calpain-Ⅰ的激活因子为蛋白质,分子量为30kD,分子结构为二聚体,广泛分布于各种动物细胞中。不同来源的 UK114对calpain的激活特性是相同的。Calpainactivator的 氨基酸顺序与山羊肝脏蛋白UK114几乎一样;与小鼠HR12蛋白很相似;与流感嗜血杆菌(Haemophilusinfluenzae)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtillis)获得的YjgF和YabJ两种热激蛋白有很大的相似点,这就说明calpainactivator与这些蛋白一样是陪伴蛋白家族中的成员,这也就决定了calpain activator在发挥作用时是它与Ca2+和calpain的复合体发挥 作用,从而对calpain起到激活作用。另外,这些蛋白的中心区域富含可以首先转变为螺旋结构的氨基酸。 2.2ACBP的结构对于ACBP,Melloni等2000年报道,其 分子量约为20kD,为二聚体。氨基酸序列与UK114基本相同,但其具体结构还未见报道。 3calpainactivator对calpain的激活机理 Calpainactivator是明显区别于CaM的calpain的一种 激活蛋白,是一种热稳定性蛋白质。从牛脑中提取出的这种 钙激活酶激活蛋白的研究进展 范 艳,梁文涛,尹淑琴,常 泓[ (山西农业大学生命科学院,太谷030801) 摘 要:钙激活酶激活蛋白是钙蛋白酶的正调节因子,是其最直接的调节者。本文就钙激活酶激活蛋白的研究历史、现状发展以及意义详细论述,重点论述了其结构和功能及在肉嫩化中的作用机理。关键词:钙激活酶激活蛋白;钙蛋白酶;肉嫩化

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