突触核蛋白聚集与散发型帕金森病发病机制研究进展
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帕金森病的病因与基因治疗进展引言:帕金森病(Parkinson's Disease, PD)是一种常见的神经系统退行性疾病,主要特征为缓慢进行性肌张力障碍、静止性震颤、运动迟缓和姿势平衡困难。
虽然这种疾病在人类中已有数百年的历史,但其具体的发生机制尚不完全清楚。
近年来,基因治疗作为一种新兴的治疗方式逐渐得到了人们的关注和探索。
本文将从帕金森病的遗传学背景和相关基因突变开始,介绍帕金森病的主要发生机制,并探讨目前基于基因治疗方面取得的进展。
一、帕金森病遗传学背景A. 遗传风险与家族聚集帕金森病既有遗传成分也有环境因素影响,在遺傳角度上許多相關家系調查表明存在明显家族聚集现象,并揭示了该类家庭群体中带有帕金森病的个体患病风险明显增加。
已发现几个家族性帕金森病相关基因,如α-突触核蛋白(SNCA)、銀通道結合蛋白缺乏1(PARK2)和PTEN诸如此类的定位或功能效应突变。
B. 单基因遗传性PD有关帕金森病的许多研究都集中在单基因遗传性PD上。
其中最常见的是突触核蛋白突变的机制,该突变导致SNCA杂聚聚集以及与PD发展紧密相关的神经元死亡。
另一个重要的基因是使细胞能够迅速去除氧化突变并恢复红细胞功能的PINK1和Parkin,它们之间有密切的相互作用。
此外,该学科还发现了其他一些罕见但严重影响个体生活质量帕金合围疾哤pRAINesnan Syndromes-Park7,TRUtDNC25,TFT,pINKld,并装描述了其他少数人可能发挥作用的靶分子。
二、帕金森病主要发生机制A. α-突触核蛋白聚集与细胞毒性α-突触核蛋白,作为主要神经元内亲汇动物 纤K款显著增加;如果这个副本数更多,则帕金森病的发病年龄更早。
其以不同形式和程度聚集成淀粉样结构,如α-突触核裂解产物和未成熟蛋白,有毒性和致命性。
B. 氧化应激与线粒体功能失调大量证据表明氧化应激和线粒体功能障碍在帕金森病的发展中起主导作用。
不同基因异常、环境因素以及年龄等因素可能导致线粒体DNA损伤、呼吸链受损、ATP合成受到影响,进而引发细胞能转分解和缺色酱酶神经元。
促进α-突触核蛋白异常聚集而致帕金森病的因素赵小芹;牛海晨;李雷;杨荣礼【摘要】帕金森病(PD)为多发于老年人的神经系统退行性病变,其发病率仅次于阿尔茨海默病,高发病率及致残率使其备受社会关注.PD的发病是由遗传因素及环境因素共同决定的,路易小体的出现是PD的特征性改变,而异常聚集的α突触核蛋白(α-syn)是路易小体的主要构成成分,所以α-syn的异常聚集是PD发病的核心机制.α-syn由单体形式转变为聚集状态受诸多因素影响.通过了解这些影响因素,可以使学者们更好地了解PD的发病,从而为临床治疗提供新思路.%Parkinson disease(PD) is a common chronic neurodegenerative disease in the elderly,and its incidence is only inferior to that of Alzheimer disease.High morbidity and disability rate make it receive high social attention.The incidence of PD is determined by both genetic and environmental factors,and the Lewy body is the characteristic of PD,and the abnormal aggregation of αsynuclein(α-syn) is the main component of Lewy body,so the abnormal aggregation of α-syn is the core mechanism of PD.The conversion of α-syn from monomer to aggregation is affected by many factors.Understanding these factors can enable scholars to better understand the incidence of PD,so as to provide new ideas for the clinical treatment.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2017(023)010【总页数】5页(P1914-1918)【关键词】帕金森病;α-突触核蛋白;路易小体【作者】赵小芹;牛海晨;李雷;杨荣礼【作者单位】徐州医科大学研究生院,江苏徐州 221004;徐州医科大学临床学院生物教研室,江苏徐州 221002;徐州医科大学附属医院老年科,江苏徐州 221004;徐州医科大学附属医院老年科,江苏徐州 221004【正文语种】中文【中图分类】R742.5帕金森病(Parkinson′s disease,PD)是一种病程长、致残率高的疾病。
α-突触核蛋白与帕金森病<a rel='nofollow' onclick="doyoo.util.openChat();return false;"href="#">【摘要】α-突触核蛋白是一种中枢神经系统突触前表达的可溶性蛋白,与帕金森病的发病有密切的关系。
α-突触核蛋白在各种生理,环境因素的影响下异常表达和聚集,通过一系列的氧化应激等生化反应,产生了对神经元的毒性作用,从而参与了帕金森病的发生。
对α-突触核蛋白的化学性质,聚集的机制及其影响因素的了解与研究,将会十分有利于帕金森病的预防和治疗。
【关键词】α-突触核蛋白;帕金森病;路易小体Alpha - synapse nucleoalbumin and Parkinson sicknessZHANGYanchaoZHANGNanDIAO Jianping【Abstract】Alpha - the synapse nucleoalbumin is thesoluble protein which one kind of central nervous system synapse, expresses, gets sick the morbidity with Parkinson to have the close relationship. Alpha - the synapse nucleoalbumin in each physiology, under environmental factor's influence exceptionally expresses and gathers, through biochemistry and so on a series of oxidized stress responded, has produced to neuron's toxic effect, thus participated in the occurrence which Parkinson gets sick. To Alpha - the synapse nucleoalbumin's chemical property, the accumulation mechanism and influencing factor's understanding and the research, will be very advantageous the prevention which and the treatment will get sick in Parkinson.【Key words】Alpha - synapse nucleoalbumin; Parkinson sickness; Louis minute帕金森病是一种中老年人常见的运动障碍疾病,以黑质多巴胺能神经元变性缺失和路易小体形成为病理特征,临床上表现为静止性震颤,运动迟缓,肌强直和姿势步态异常等。
神经酰胺影响α-突触核蛋白聚集作用的研究进展韩燕银;刘承伟【摘要】帕金森病(PD)的发生发展与alpha-突触核蛋白(α-syn)的异常聚集息息相关.丝氨酸129位点(S-129)磷酸化的α-syn易聚集形成可溶性的寡聚化α-突触核蛋白(O-α-syn),O-α-syn对神经元具有毒性作用.神经酰胺(Ceramide)是维持细胞膜结构的重要组分,同时作为第二信使,参与细胞分化、增殖、凋亡和衰老等生命活动的调节.近年来发现神经酰胺与蛋白磷酸酶2A,polo样激酶2及葡糖脑苷脂酶的相互作用对α-突触核蛋白寡聚化的形成与否具有重要的作用.笔者将神经酰胺影响α-突触核蛋白聚集的作用进行综述.【期刊名称】《华夏医学》【年(卷),期】2019(032)001【总页数】5页(P151-155)【关键词】神经酰胺;帕金森病;α-突触核蛋白;蛋白磷酸酶2A;polo样激酶2;葡糖脑苷脂酶【作者】韩燕银;刘承伟【作者单位】桂林医学院,广西桂林541004;桂林医学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】R741帕金森病(Parkinson’s Disease,PD)又称为震颤麻痹,是一种较为常见的逐渐进展的中枢神经变性疾病[1],多好发于中老年人,其临床主要表现有焦虑抑郁、睡眠紊乱、嗅觉障碍等非运动症状与静止性震颤、运动迟缓、肌肉强直以及姿势步态平衡障碍等运动症状[2]。
其主要病理特点是由于中脑黑质致密部多巴胺(Dopamine,DA)能神经元的早期显著死亡及残存神经元细胞DA生物合成能力下降而导致纹状体区多巴胺合成减少,抑制乙酰胆碱的功能,其典型的病理学改变是路易小体的形成,这也是诱发帕金森病的关键因素之一[3]。
α-syn(alpha-Synuclein,α-syn)是一种中枢神经系统突触前表达的可溶性蛋白质,在脑内含量丰富,是路易小体(Lewybodis,LBs)的主要组成部分,与帕金森病、阿尔茨海默病、Huntington舞蹈症、海绵状脑病等神经退行性疾病密切相关[4]。
帕金森病的研究报告研究报告:帕金森病的研究进展摘要:本研究报告旨在对帕金森病的研究进展进行综述,探讨其病因、发病机制、临床表现以及治疗方法。
通过对帕金森病的深入研究,我们可以更好地理解该疾病,并为其诊断和治疗提供科学依据。
1. 引言帕金森病是一种慢性进行性神经系统疾病,主要特征为肌肉僵硬、震颤和运动障碍。
该病的发病机制至今尚不完全清楚,但已有多项研究表明,多因素共同作用导致了帕金森病的发生。
2. 病因与发病机制帕金森病的病因复杂多样,包括遗传因素、环境因素以及神经退行性变等。
遗传突变和突变基因的表达异常与帕金森病的发生密切相关。
此外,环境因素,如农药、重金属等的暴露,也可能增加患病风险。
神经退行性变是帕金森病的主要病理特征,其主要表现为多巴胺能神经元的损失和脑内α-突触核蛋白的异常聚集。
3. 临床表现与诊断帕金森病的临床表现主要包括肌肉僵硬、震颤、运动缓慢和姿势不稳等。
这些症状的出现对患者的生活质量造成了显著影响。
目前,帕金森病的诊断主要依靠临床症状和体征,辅助检查如脑影像学和脑电图等可以协助诊断。
4. 治疗方法帕金森病的治疗主要包括药物治疗和手术治疗两种方式。
药物治疗主要通过补充多巴胺或增强其效应来缓解症状。
手术治疗则通过刺激或破坏特定脑区来改善症状。
此外,物理治疗和康复训练也可以有效改善患者的生活质量。
5. 新进展与未来展望近年来,帕金森病的研究取得了一系列重要进展。
新的治疗方法,如基因治疗和干细胞治疗,正在不断探索和发展。
此外,神经保护和修复的研究也成为研究的热点。
未来,我们希望通过进一步的研究,深入了解帕金森病的病因和发病机制,为该疾病的早期诊断和有效治疗提供更多的选择。
结论:帕金森病是一种严重影响患者生活质量的神经系统疾病。
通过对其病因、发病机制、临床表现以及治疗方法的研究,我们可以更好地理解和应对该疾病。
未来的研究将进一步深入探索帕金森病的病理生理过程,为该疾病的早期诊断和治疗提供更多有效的手段。
帕金森病的遗传因素及基因突变的研究进展帕金森病(Parkinson's Disease)是一种常见的神经系统退行性疾病,主要病理特征是黑质多巴胺神经元的丧失和在旁中部神经束中的丝的积累。
随着人类基因组计划的开展,越来越多的研究表明,帕金森病在某种程度上具有遗传倾向。
本文将探讨帕金森病的遗传因素以及相关基因突变的研究进展。
一、帕金森病的遗传基础帕金森病的遗传基础经多年的研究逐渐明晰。
虽然绝大部分帕金森病患者的发病是与环境因素有关,但遗传变异也被认为是导致部分帕金森病的重要原因之一。
帕金森病可分为遗传性和非遗传性两类。
在非遗传性帕金森病中,环境因素和其他未知的风险因素起主导作用。
而在遗传性帕金森病中,遗传因素被认为是疾病发生的主要诱因之一。
二、已知的遗传因素和基因突变1. α-突触核蛋白(SNCA)基因突变多种研究表明,SNCA基因在帕金森病中发挥重要作用。
SNCA编码α-突触核蛋白(α-Synuclein),其异常聚集与帕金森病的发生直接相关。
多个突变体已与早发性遗传性帕金森病的发病相关。
2. Leucine-rich repeat kinase 2(LRRK2)基因突变LRRK2基因突变是遗传性帕金森病中最常见的突变体之一。
该基因以其G2019S、R1441G等突变体的出现而引起了广泛的关注。
LRRK2编码蛋白激酶,其突变形式可能通过对突触功能的影响,导致帕金森病的发生。
3. 帕金森相关基因(PARK)家族PARK家族包含多个与帕金森病有关的基因,如PARK2、PARK7、PARK8。
其中,PARK2编码的蛋白质Parkin的突变形式与早发性帕金森病的发生密切相关。
PARK7编码的DJ-1蛋白质在帕金森病的发生中也扮演了重要角色。
PARK8则编码了蛋白质LRRK2,在遗传性帕金森病中突变频率较高。
三、基因突变与帕金森病的发病机制尽管已经发现了多个与帕金森病有关的基因突变,但这些突变与疾病的具体发病机制仍存在争议。
帕金森病发病机制研究进展作者:沈凡艺陈子方吴海妹郭沛鑫来源:《中国民族民间医药·下半月》2020年第11期【摘要】帕金森病是一种由各种致病原因相互作用于机体而导致的神经系统疾病,主要好发于中老年人群,严重影响病人的健康和生活质量。
PD的发病缘由和致病机理复杂,针对疾病各方面的研究较多,但详细发病机制至今尚未诠释清楚。
文章对近年来PD的发病机制研究进行综述,以期为新药研发和临床用药提供参考。
【关键词】帕金森病;发病机制;研究进展【中图分类号】R742.5 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517(2020)21-0060-05Research Progress on the Pathogenesis of Parkinson’s DiseaseSHEN Fanyi CHEN Zifang WU Haime GUO Peixin*Yunnan University of Chinese Medicine,Kunming 650500,ChinaAbstract:Parkinson’s disease is a neurological disease caused by various pathogenic factors interacting with the body.It mainly occurs in the middle-aged and elderly people,which seriously affects their health and quality of life.The etiology and pathogenesis of PD are complicated.There are more studies on various aspects of disease,but the detailed pathogenesis has not yet been clearly explained.This article reviews the research on the pathological mechanism of PD in recent years,in order to provide reference for new drugs developmene and clinical use.Keywords:Parkinson’s Disease; Pathogenesis; Research Progress帕金森病(Parkinson’s disease,PD)又名震颤麻痹,多发生在中老年患病人群里,是一种神经退行性慢性疾病。
浅谈帕金森病的研究进展帕金森病(Parkinson's disease, PD)是一种常见的老年神经系统疾病。
病因目前尚不清楚,但与神经元的退行性死亡有关。
临床上常表现为运动障碍、建立性震颤、肌强直、姿势不稳定等症状。
本文将从病因、诊断、治疗角度介绍该疾病的研究进展。
病因研究帕金森病的病因目前尚不完全清楚。
早期似乎主要观察到多巴胺神经元体周围的含铁质物质-黑色素颗粒的减少,与此同时,脑内的总体积和重量也减少。
最近的研究表明,帕金森病可能和其他神经元和脑区域的改变有关。
研究人员利用体外实验和动物模型确定了一些与该疾病相关的基因和趋向于突变的基因。
一些研究已经建立了成人多巴胺神经元前体CXCR4,在帕金森病中的作用。
研究显示CXCR4是体内损伤导致神经元再生和修复的机制之一,并且在帕金森病的动物模型中过表达CXCR4能够重建运动功能。
不过,研究人员指出:这项研究定量分析不足,需要更多研究来确定CXCR4与神经元再生和治疗帕金森病的作用。
另外,临床实践和实验研究表明,氧化和神经炎症反应也是帕金森病引发的重要因素。
超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)和嗜铬蛋白(Cr),这些抗氧化剂在体内合成发挥重要的生物学作用,也可能与帕金森病相关。
另外,感觉神经的激活也可能使大脑在战斗或逃跑的过程中相对耗氧,从而引发神经变性和对运动的损伤。
诊断研究目前,诊断PD主要由临床表现和大脑影像学判断综合确定,缺乏有效可靠的生物标志物(biomarker)。
最近,生物医学工程和磁共振成像(MRI)技术已经出现了一些新的成果。
研究人员最近在磁共振数据中寻找有关帕金森病特征的生物标志物。
他们经常使用自适应合成技术(Lasso技术)来识别PD患者与正常人之间的不同。
结果表明,脑中存在头盖骨的MRI数据是一个有前途的生物标志物,能够区分PD患者与正常人之间的差异。
还有研究者正在开发通过体液(如血清或脑脊液)检查帕金森病生物标志物的方法。
病理性 A-突触核蛋白与帕金森病的相关性进展作者简介:华蔚(1994-)女(汉族),硕士研究生在读,神经病学专业,主要研究帕金森病及脑血管认知功能障碍。
【摘要】自从发现帕金森病(PD)患者大脑中的路易体和路易体神经突中存在a-突触核蛋白(alpha-Syn,a-syn)以来,神经科学家们就已经对病理性A-突触核蛋白在帕金森病的发病机理中起到的作用进行了深入的研究和探索,a-突触核蛋白是中枢神经系统突触前可溶性蛋白,具有3个特征性的结构区域。
在生理条件下,α-突触核蛋白具有修复DNA双链的功能。
病理条件下,α-突触核蛋白被转换成有毒的纤维低聚物。
病理性的a-突触核蛋白可通过激活腺苷二磷酸核糖聚合酶1、胶质细胞促炎症反应、与分子伴侣蛋白、胃肠迷走神经相互作用与帕金森病产生关联,本文就近些年来国内外对有关病理性A-突触核蛋白引起帕金森病神经元变性的研究进行深入了解并展开,可为临床治疗帕金森病提供新的线索。
【关键词】a-突触核蛋白、帕金森病、神经元变性机制Mechanism of pathological A-synuclein in the degeneration ofneurons in Parkinson's diseaseHUA Wei1(1. Guangxi Medical University, Nanning 530000;)abstract: Since the discovery of alpha-synuclein (a-syn) in Lewy bodies and Lewy body neurites in the brains of patients with Parkinson's disease (PD), neuroscientists have intensively studied and explored the role of pathological A-synuclein in the pathogenesis of Parkinson's disease, which is a presynaptic soluble protein in thecentral nervous system with three characteristic structural regions. Under physiological conditions, a-synuclein has the function ofrepairing DNA duplexes. Under pathological conditions, a-synuclein is converted into toxic fiber oligomers. Pathological a-synuclein can be associated with Parkinson's disease by activating adenosinediphosphate-ribose polymerase 1, glial proinflammatory response, interaction with molecular chaperones and gastrointestinal vagus nerve. In this paper, the research on neuronal degeneration of Parkinson's disease caused by pathological A-synuclein at home and abroad inrecent years is deeply understood and carried out, providing a new direction for the clinical treatment of Parkinson's disease.Keywords:a-synuclein, Parkinson's disease, neuronal degeneration mechanism帕金森病(PD)是神经系统中发病率排名第二、与年龄相关的退行性疾病[1-2]。
突触核蛋白聚集与散发型帕金森病发病机制研究进展
摘要:帕金森病是常见于中老年人群的第二大神经变性疾病,90%的帕金森病患者为散发型,约有10%的患者系家族遗传所致,如α-synuclein、parkin和UCH-L1基因异常或异常表达。
最近的研究结果显示,突触核蛋白寡聚体可能是神经元死亡的执行者。
突触核蛋白聚集过程中形成的寡聚体中间构象具有较强的细胞毒性,对帕金森病的发病过程有着重要作用。
综述了近年的相关研究进展。
关键词:帕金森病;氧化应激;突触核蛋白;泛素-蛋白酶体系统;泛素羧基端水解酶
PD的神经病理变化表现为残存神经元胞浆内路易小体(Lewy body ,LB) 的形成、黑质纹状体系统多巴胺能神经元选择性丢失和胶质增生。
帕金森病患者的大脑黑质致密部(substantia nigra pars compacta ,SNC)中多巴胺神经元的丧失是导致临床症状的主要原因。
在症状出现前,其黑质中神经元损失已超过60%,帕金森病人的尸检发现,其脑部的LB的数量要高于正常人近10倍。
但也有研究发现,20%~30%的帕金森病患者并不含有LB。
α-synuclein是LB的主要成分,主要以纤维形式存在。
在α-synuclein纤维化的过程中,会形成一类被称为初原纤维(protofibrils)的α-synuclein寡聚体中间构象。
在原子力显微镜及电镜下,可以观察到这类寡聚体形成过程中,一般先呈包含20~30个α-synuclein分子的圆状结构,随后因彼此聚合形成链状结构,最终转化为稳定的纤维状结构(fibrilous structure)。
多种机制参与α-synuclein初原纤维的聚集,并引起多巴胺能神经元选择性丢失和α-synuclein纤维状聚集。
1 α- synuclein 与突触囊泡
α-synuclein帮助突触蛋白SNAREs(soluble NSF attachment protein receptor)的折叠和重折叠,而SNAREs对于神经突触的神经递质的释放、囊泡循环以及突触的完整性有重要的意义。
突触囊泡中另一种含量丰富且具有分子伴侣活性的半胱氨酸链蛋白α(cysteine-string-protein-α,CSP-α),可以与α-synuclein协同作用,通过调节SNAREs复合物的形成来保护神经突触末端免受损伤,其中,α-synuclein 的作用依赖于其对磷脂结构的结合。
α-synuclein与膜结合后形成两种结构形式:一种富含α螺旋结构,可抑制自身向纤维形式转化;另一种倾向形成中间构象并易于聚集形成纤维形式。
当寡聚体浓度超过一定阈值范围,将迅速形成纤维结构并与中间体达到平衡状态。
体外实验表明,α-synuclein初原纤维结构与许多能形成膜孔状结构的蛋白毒素类似,可以引起泡膜的瞬时透性及膜内包含物的外渗;胞内实验则进一步显示,因α-synuclein过量表达而在胞内形成的聚积体会引起高尔基体结构的破坏。
因此,α-synuclein寡聚体的聚集可影响突触小泡的循环和小泡膜的通透性,从而导致胞浆内游离的多巴胺增多。
2 氧化应激损伤与α-synuclein错误折叠聚集
脑内多巴胺在合成后立即被转运至单胺能囊泡内储存,未能储存的多巴胺在单胺氧化酶作用下氧化脱胺或自氧化形成毒性半醌,反应过程中伴随超氧化基和过氧化氢生成。
过氧化氢在二价铁离子催化下生成毒性最强的羟自由基(OH-.)。
由于黑质区抗氧化防御系统的功能较弱,黑质致密部还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)低于其他脑组织,在PD 患者体内进一步下降。
研究发现,PD 患者黑质区脂质过氧化产物——丙二醛和过氧化氢脂质的浓度高于正常10倍之多,同时胞质内DNA氧化损伤的标记物8-羟基鸟嘌呤和蛋白质羰基水平也明显增强。
活性氧除自身可以引起多巴胺神经元的死亡外,还可以对α-synuclein进行硝化修饰。
在PD患者脑组织中就发现许多细胞的包涵体呈现硝化的α-synuclein 免疫组织反应阳性。
并且体外实验表明,亚硝酸化的α-synuclein不仅可以促进寡聚体的形成,而且对形成的多聚体具有稳定作用。
在离体实验中,发现细胞色素C与过氧化氢共同孵育细胞或将细胞暴露于一氧化氮和过氧化物的应激环境中可促使胞浆内α-synuclein的聚集。
Sherer等学者证实在多巴胺神经元内,多巴胺可自氧化形成多巴胺-苯醌分子,后者与α-synuclein形成共价络合物,使其初原纤维更加稳定,神经毒性更为持久。
同时,氧化应激使α-synuclein的两个酪氨酸交联形成二聚体,此二聚体作为核心可加速α-synuclein纤维的形成。
由此可见,氧化修饰是启动或促进α-synuclein错误折叠、聚集的重要因素。
3 泛素-蛋白酶体系统( ubiquitin-proteasome sys-tem,UPS)与α-synuclein
UPS是真核细胞内重要的非溶酶体降解途径。
它可降解细胞内突变的、氧化损伤的、错位的、错误折叠的、有害的蛋白质。
UPS主要包含泛素(ubiquitin,Ub)、E3泛素连接酶(parkin)、和蛋白酶体、泛素羧基端水解酶(ubiquitin carboxy-terminalhydrolase-L1,UCH-L1)等。
parkinC 端的指环样结构及20S蛋白酶体C端亚基对于parkin与泛素蛋白酶体的相互作用是必需的。
Ub经过一系列级联反应形成多聚泛素链,parkin在细胞内的作用是使多聚泛素链在靶蛋白上能够被蛋白酶体识别并降解。
此外,parkin能显著地减弱原癌基因c-Jun氨基端激酶及蛋白羰基化作用,有抵抗氧化应激和细胞凋亡的作用。
蛋白酶体是一种具有多种蛋白水解酶活性的复合体,由三磷酸腺苷(ATP)提供能量,降解底物蛋白质,然后多聚泛素链被释放出来并由UCH-L1水解为泛素单体,重新进入UPS降解系统中,循环利用。
同时,UCH-L1具有二聚化依赖的泛素连接酶活性,不同于与蛋白酶体的E2/E3连接酶,UCH-L1泛素化的部位位于泛素63位赖氨酸。
UCH-L1泛素连接酶具有重要的致病作用,一方面形成游离多泛素链,另一方面形成与α-synuclein结合的多泛素链,两者共同抑制UPS的功能,另外与α-synuclein结合的多泛素链可抑制α-synuclein由原纤维状态向纤维结构转化,保持α-synuclein毒性状态。
一旦减少UCH-L1的表达,其泛素连接酶活性降低比水解酶活性降低更快,可见减少UCH-L1的表达或抑制其二聚体结构的形成是抑制α-synuclein毒性的有效方法。
过度表达的parkin可能通过增强对底物蛋白的泛素化而加强其降解,减少由α-synuclein过度表达产生的细胞毒性。
parkin是散发性PD患者脑中选择性S-硝基化的蛋白。
氧化和硝基化应激促进parkin蛋白的S-硝基化,从而破坏了parkin
的E3泛素连接酶功能和神经保护作用。
而UPS功能缺陷会导致错误折叠的α-synuclein单体及寡聚体降解受阻、胞浆内LB的形成及多巴胺神经元变性死亡。
α-synuclein聚集后可损害蛋白酶体系统。
α-synuclein低聚体结合位于蛋白酶体外围的帽状结构19S亚单位S6,由于聚集状态的α-synuclein体积大且以共价键交联结合,会抑制其它蛋白结合并影响20S的功能,导致异常蛋白聚集。
可见,α-synuclein 聚集与UPS 功能缺陷互为因果,加速了胞浆内LB的形成及多巴胺神经元变性死亡。