Nrf2-Keap1抗氧化系统与肝脏疾病
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keap1分子量Keap1分子量是指Keap1蛋白的分子量。
Keap1蛋白是一种重要的调控蛋白,参与细胞氧化应激反应,对维持细胞内氧化还原平衡起着重要的作用。
本文将从Keap1蛋白的结构、功能以及与疾病相关的研究等方面进行介绍。
Keap1蛋白的分子量约为69 kDa。
它是一种由624个氨基酸组成的蛋白,属于Cullin-3依赖的底物适配器。
Keap1蛋白含有多个结构域,包括Broad-complex, Tramtrack, and Bric à brac (BTB)结构域、Kelch结构域和细胞粘附分子(C-Terminal)结构域。
这些结构域的存在使得Keap1蛋白能够与其他蛋白相互作用,并调控细胞内的信号传导通路。
Keap1蛋白的主要功能是通过调控转录因子Nrf2的稳定性来调节细胞内的氧化应激反应。
当细胞处于正常状态时,Keap1蛋白与Nrf2蛋白结合,使其降解,从而维持细胞内氧化还原平衡。
然而,当细胞受到氧化应激的刺激时,Keap1蛋白与Nrf2蛋白的结合被破坏,Nrf2蛋白得以逃脱降解,进入细胞核启动一系列抗氧化应激基因的转录,从而增强细胞的抗氧化能力。
近年来,越来越多的研究表明Keap1蛋白与多种疾病的发生发展密切相关。
例如,许多肿瘤细胞中Keap1蛋白的功能异常,导致Nrf2蛋白过度激活,增强了肿瘤细胞的抗氧化能力和耐药性。
因此,Keap1蛋白成为了肿瘤治疗的潜在靶点。
此外,Keap1蛋白在神经退行性疾病、心血管疾病以及糖尿病等疾病的发生中也发挥着重要作用。
为了更好地了解Keap1蛋白的结构和功能,许多研究人员进行了大量的实验和研究。
通过生化实验和结构生物学方法,人们揭示了Keap1蛋白与Nrf2蛋白结合的机制,以及Keap1蛋白的结构与功能之间的关系。
此外,还有研究发现Keap1蛋白的突变与一些疾病的发生有关,这为进一步研究Keap1蛋白的功能和疾病机制提供了新的线索。
Keap1蛋白作为一种重要的调控蛋白,在细胞氧化应激反应中起着关键的作用。
NRF2信号通路NRF2(核因子E2相关因子2)是一种重要的转录因子,它在细胞内发挥着关键的保护性作用。
本文将介绍NRF2信号通路的结构、功能及调控机制,并探讨其在细胞内的重要作用。
结构NRF2基因编码的蛋白质包含大约605个氨基酸,具有多个功能域。
其中包括N-末端的转录激活域(Neh2)和核心的基因转录调控域(Neh1)。
Neh2域是NRF2信号通路中的关键结构,其含有几个关键的氨基酸残基,包括Serine40,这些残基在NRF2的活性和稳定性中发挥着重要作用。
功能NRF2信号通路在细胞内的主要功能是调节抗氧化反应。
当细胞受到氧化应激或其他损伤时,NRF2被激活并迁移到细胞核,结合靶基因的抗氧化应激元件(ARE),启动一系列抗氧化基因的转录,例如抗氧化酶和热休克蛋白等。
这些基因产物可以清除自由基和其他有害分子,从而保护细胞免受氧化应激的损伤。
此外,NRF2信号通路还参与调节细胞的代谢平衡、炎症反应和细胞增殖等生理过程。
该通路在疾病发生和发展中也扮演着重要的角色,如炎症性疾病、癌症和神经系统疾病等。
调控机制NRF2信号通路受到多种内外因素的调控。
在正常情况下,NRF2蛋白通过与其结合的Kelch-like ECH-associated protein 1(KEAP1)保持不活跃状态。
当受到氧化应激或其他刺激时,NRF2与KEAP1结合被破坏,NRF2蛋白得以稳定并迁移到细胞核。
在细胞核中,NRF2与其他共激活因子协同作用,启动靶基因的转录。
此外,磷酸化、泛素化等修饰也能影响NRF2信号通路的活性。
一些蛋白激酶通过磷酸化作用能够促进或抑制NRF2的活性,而泛素化酶则通过降解NRF2蛋白来调节其在细胞内的水平。
作用机制NRF2信号通路通过调节一系列抗氧化基因的表达,保持细胞内的氧化平衡。
这种调控机制对于细胞的健康和生存至关重要。
另外,NRF2还能影响细胞的代谢平衡和炎症反应,从而参与多种生理过程的调控。
Nrf2抗氧化通路在CCl4所致大鼠急性肝损伤中的保护作用周清平;蒋孝华;符小波【期刊名称】《中国比较医学杂志》【年(卷),期】2016(26)3【摘要】目的研究Nrf2氧化损伤通路在CCl4所致大鼠急性肝损伤中的保护作用.方法将20只雄性Wistar大鼠随机分为溶剂对照组和CCl4组,每组10只,另选10只雄性Wistar大鼠,通过载体进行转基因大鼠雄原核显微注射,获得了目的基因Nrf2-tk整合与特异表达的转基因大鼠,作为CCl4+Nrf2整合组.溶剂对照组静脉给予1%聚山梨酯-80,共4 d,CCl4组和Nrf2-tk整合组静脉给予1%聚山梨酯-80,共4 d,第4天给予1%聚山梨酯-8030 min后,静脉给予7.5 mg/kg CCl4,24 h后处死大鼠.测定血清中AST、ALT和LDH的水平,分别测定肝脏组织中MDA、GSH、GSSG的含量,并计算GSH/GSSG比值.留取肝脏组织,常规石蜡包埋切片,HE染色,光学显微镜下观察肝脏组织的病理变化.结果和溶剂对照组相比,CCl4组大鼠的血清AST,ALT和LDH的水平明显升高(P<0.05),Nrf2-tk转基因组大鼠的AST,ALT 和LDH的水平亦有轻度升高,但差异无统计学意义(P>0.05).肝脏的MDA含量以及GSH/GSSG比值显示Nrf2-tk整合组可以有效降低CCl4造成的脂质过氧化损伤和谷胱甘肽的消耗,肝脏病理观察结果显示和CCl4组相比,Nrf2-tk整合组明显减轻了CCl4造成的损伤.结论 Nrf2抗氧化损伤通路在CCl4所致大鼠急性肝损伤中的起着重要的保护作用.%Objective To determine the effect of Nuclear factor-erythroid 2-related factor 2 ( Nrf2 ) on acute hephrotoxicity induced by CCl4 in male rat.Methods 20 male Wistar rats were randomly divided into control group and CCl4 group, 10 rats in each group, another 10 maleWistar rats were transgenic rats microinjection through the carrier, obtained the Nrf2-tk gene integration and specific transgenic rats, as the CCl4 +Nrf2 integration group.The groups was given 1%polysorbate 80 for 4 days,Then the CCl4 and CCl4 +Nrf2 integration group were intraperitoneally injected with a single dose of CCl47.5 mg· kg-1 and were killed 24 h after CCl4 injection.The serum chemical parameters including asparate aminotransferase ( AST) ,alanine aminotransferase ( ALT) and lactate dehydrogenase ( LDH) were measured.Also malonaldehyde( MDA) ,glutathione ( GSH) ,oxidized glutathione ( GSSG) levels in the liver as well as glutathione ( GSH)/oxidized glutathione ( GSSG ) ratios were detected. Histopathologic changes in the liver were examined. ResultsF1generation TK transgenic rats in liver and testis and other tissues and organs were not detected the transcription of Nrf2-tk, indicating that Nrf2-tk expression in tissues is specific good.Nrf2 significantly reduced serum AST, ALT and LDH levels in a dose-dependent manner.The results of MDA levels and GSH/GSSG ratios in liver and kidney showed thatNrf2 reduced CCl4-induced hepatic lipid peroxidation,and ameliorated glutathione depletion.The histopathologic results showed that Nrf2 restrained liver and kidney damage induced by CCl4 .Conclusion Nrf2 can effectively protect male rat from acute hepatotoxicity and nephrotoxicity induced by CCl4 .【总页数】6页(P52-57)【作者】周清平;蒋孝华;符小波【作者单位】南华大学附一医院感染科,湖南衡阳 421001;南华大学附一医院感染科,湖南衡阳 421001;湖南耒阳市人民医院神经内科,湖南耒阳 421800【正文语种】中文【中图分类】R-332【相关文献】1.玄参水提物对CCL4所致大鼠急性肝损伤的保护作用研究 [J], 刘冠璋;董婉茹;于卉;高鑫;李自辉;刘树民2.TLR 介导的 Nrf2抗氧化通路在对乙酰氨基酚药物性肝损伤中的保护作用 [J], 顾佳毅;郁丰荣3.姜黄素对CCl4所致急性肝损伤大鼠的保护作用及其机制研究 [J], 隋菱;杜纪坤;郑静彬;蔡国弟;李莉4.Nrf2抗氧化损伤通路在CCl4所致小鼠肝毒性中的保护作用 [J], 陆远富;Connie Wu;刘杰;Curtis Dean Klaassen5.穿山龙水提物调控Keap1/Nrf2通路抗CCl4诱导小鼠急性肝损伤作用研究 [J], 刘利平;陶旭锋;韩旭;许丽娜因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中文摘要基于Keap1-Nrf2通路的蛋清源抗氧化小肽筛选及其作用机制研究抗氧化肽作为一种重要的抗氧化剂,具有安全、活性好、易吸收等优点,已成为研究的热点。
但在目前的抗氧化肽的研究之中,仍存在着如其分子水平作用机制研究不足等一些问题有待解决。
在本文中,我们以优质的食物蛋白——蛋清蛋白作为抗氧化肽的蛋白来源,以可被完整吸收,活性最不易受机体吸收影响的小肽(小肽即二肽和三肽的总和)作为试验的研究目标。
结合与细胞自身抗氧化相关的重要通路Keap1-Nrf2通路,从蛋清源小肽中筛选具有抗氧化作用的蛋清源小肽并研究其对Keap1-Nrf2相互作用的影响,明确小肽基于Keap1-Nrf2通路的抗氧化作用,从分子水平上阐明小肽抗氧化作用机制,为抗氧化肽的研究和应用奠定基础。
本论文主要结论如下:(1)基于分子对接技术初次筛选能直接抑制Keap1-Nrf2相互作用的蛋清源小肽。
首先建立并优化了由8400条小肽组成的蛋清源扩展小肽库,接着以小肽库为配体,从PDB数据库中选择并优化2FLU文件中的Keap1的Kelch区域为受体,以PDB文件2FLU自带配体所形成的结合位点为基础,设计了3个新的结合位点:位点1(中心坐标为x: -4,y: 6,z: 0,半径:21Å),位点2(中心坐标为x: 5,y: 9,z: 1,半径:15Å)和位点3(中心坐标为x: 7.36,y: 8.33,z: 1.77,半径:15Å)。
使用Discovery Studio软件的CDOCKER程序在这3个结合位点上分别进行分子对接,最终筛选出抑制Keap1-Nrf2相互作用能力最强的20条小肽:二肽EK、DK、WE、DW、EY、EW与三肽DKE、QKE、DKD、EDW、DWE、DKK、EEW、EWE、ECD、DET、DEW、DWD、DDW和DKQ。
(2)基于荧光偏振技术再次筛选能直接抑制Keap1-Nrf2相互作用的蛋清源小肽并分析其作用机制。
红景天苷对对乙酰氨基酚诱导肝损伤模型小鼠Keap1-Nrf2信号通路的影响左玮;张波;梅丹【期刊名称】《中国药房》【年(卷),期】2018(029)011【摘要】OBJECTIVE:To investigate the protection role and mechanisms of salidroside (SALD) on acetaminophen (APAP)-induced liver injury model mice. METHODS:60 mice were randomly divided into normal group(normal saline),model group (normal saline),positive group (acetylcysteine,150mg/kg),SALD low-dose,medium-dose and high-dose groups (100, 200,300 mg/kg),with 10 mice in each group. Except for normal group,other groups were given APAP 500 mg/kg intragastrically to induce liver injury model. 1 h before modeling,mice were given relevant medicine intrgastrically for consecutive 5 d. After medication,the serum contents of ALT,AST,ALP and LDH were determined,and the pathohistological changes of the liver tissue were observed by HE staining. The protein expressions of Keap1 (in tranuclear), Nrf2 (in tranuclear), HO-1 (in tracytoplasm),NQO1 (in tracytoplasm) and GCLC (in tracytoplasm) in liver tissue were determined by Western blot assay. RESULTS:Compared with normal group, serum contents of ALT, AST, ALP and LDH in model group were increased significantly(P<0.01). The liver lobuli hepatis disorder and difficult to recognize,liver cell eosinophilic necrosis and other lesions were found inliver tissue. The protein expressions of Nrf2,Keap1,HO-1 and GCLC in liver tissue were decreased significantly (P<0.05). Compared with model group,above indexes of all groups were improved significantly (P<0.05 orP<0.01),except that the decrease of LDH content in serum of mice in SALD low-dose group and the expression improvement of Nrf2 and Keap1 in liver tissue were not significant in positive group. The expression of NQO1 protein in liver tissue of mice was increased significantly in administration groups (P<0.05 or P<0.01);pathohistological exchange of liver tissue in mice was improved in adminstration groups to different extent. CONCLUSIONS:SALD can protect APAP-induced liver injury;the mechanism of which may be associated with promoting Keap1,Nrf2 into the of nucleu and strengthening the protein expression HO-1,NQO1,GCLC in liver tissue.%目的:探讨红景天苷(SALD)对对乙酰氨基酚(APAP)诱导肝脏损伤模型小鼠的保护作用及机制.方法:将60只小鼠随机分为正常组(生理盐水)、模型组(生理盐水)、阳性组(乙酰半胱氨酸,150 mg/kg)和SALD低、中、高剂量组(100、200、300mg/kg),每组10只.除正常组外,其余各组小鼠均灌胃500 mg/kg的APAP复制肝损伤模型.造模前1 h,各组小鼠灌胃相应药物,连续5 d.给药结束后,测定小鼠血清中丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)含量,苏木精-伊红(HE)染色观察肝组织病理学改变,Western blot法检测肝组织中Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)(细胞核内)、核转录因子NF-E2相关因子(Nrf2)(细胞核内)、血红素氧合酶1(HO-1)(细胞质中)、还原型辅酶/醌氧化还原酶(NQO1)(细胞质中)以及谷氨酸半胱氨酸连接酶(GCLC)(细胞质中)蛋白表达.结果:与正常组比较,模型组小鼠血清中ALT、AST、ALP和LDH含量显著增加(P<0.01),肝组织发生肝小叶结构紊乱辨别不清、肝细胞嗜酸性坏死等病变,肝组织中Nrf2、Keap1、HO-1、GCLC蛋白表达水平显著降低(P<0.05).与模型组比较,除SALD低剂量组小鼠血清中LDH含量减少和阳性组小鼠肝组织中Nrf2、Keap1表达水平升高不显著外,其余各组小鼠上述指标均显著改善(P<0.05或P<0.01),且各给药组小鼠肝组织中NQO1蛋白表达水平均显著升高(P<0.05或P<0.01);各给药组小鼠肝组织病理变化均得到不同程度好转.结论:SALD对APAP诱导的肝损伤具有保护作用;其机制可能与促进Keap1、Nrf2入核,增强肝组织中NO-1、NQO1和GCLC蛋白表达有关.【总页数】4页(P1487-1490)【作者】左玮;张波;梅丹【作者单位】中国医学科学院北京协和医院药剂科/协和转化医学中心,北京100730;中国医学科学院北京协和医院药剂科/协和转化医学中心,北京 100730;中国医学科学院北京协和医院药剂科/协和转化医学中心,北京 100730【正文语种】中文【中图分类】R285.5【相关文献】1.黄芩苷对对乙酰氨基酚诱导小鼠肝损伤中蛋白质氧化及硝化的影响 [J], 高平章;陈金珍;李安娜;苏玉梅;高夏芳;张旻;谢晓兰2.绞股蓝皂苷对对乙酰氨基酚诱导的小鼠急性肝损伤的影响 [J], 白庆云;兰海辉3.五汁饮对对乙酰氨基酚诱导小鼠肝损伤的保护作用 [J], 高金星;余惠凡;覃彬华;张昌文4.连翘提取物对对乙酰氨基酚诱导小鼠肝损伤的保护作用 [J], 赵晨栋;王萌;张昊;代国年;安志霞;沈雅丽;王桂荣5.高山红景天对对乙酰氨基酚所致小鼠急性肝损伤的保护作用 [J], 戴博;宋妍;王占一;廉丽花;南极星因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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Reference:FreeRadicalBioMed.2012,52,973-982.
附:泛素与泛素化
泛素是一类低分量的蛋白质,泛素化是指泛素分子在一系列酶作用下,对靶蛋白进行特异性修饰的过程。
泛素化修饰涉及泛素激活酶E1、泛素结合酶E2和泛素连接酶E3的一系列反应:首先在ATP供能的情况下酶E1粘附在泛素分子尾部的Cys残基上激活泛素;接着,E1将激活的泛素分子转移到E2酶上;随后,E2酶和一些种类不同的E3酶共同识别靶蛋白,对其进行泛素化修饰。
E3酶的外形就像一个夹子,靶蛋白连接在中间的空隙内,酶的-侧结构域决定靶蛋白的特异性识别,另一侧结构域定位E2酶以转移泛素分子。
蛋白质泛素化的结果是使得被标记的蛋白质被蛋白酶分解为较小的多肽、氨基酸以及可以重复使用的泛素。
精心整理。
Nrf2 Keap1抗氧化系统与慢性阻塞性肺疾病林 健综述 文富强审校(四川大学华西医院呼吸病学研究室,四川成都610041)摘要 Nr f2是细胞调节抗氧化应激反应的重要转录因子。
K eap1是N r f2的胞浆蛋白伴侣分子。
Nr f2 K eap1组成的抗氧化系统在细胞抗氧化应激反应中发挥重要的作用。
氧化/抗氧化失衡是慢性阻塞性肺疾病(CO PD)的主要发病机制之一。
研究N rf2 Keap1抗氧化系统在COP D中的作用日益受到重视。
本文对Nr f2 K eap1抗氧化系统的组成与信号调控,及其在CO PD中的作用进行了综述,提示其在治疗和预防CO PD中可能发挥作用。
关键词 N rf2 K eap1抗氧化系统; 氧化应激; 慢性阻塞性肺疾病中图分类号 R563.3 文献标识码 A 文章编号 1672 3511(2009)09 1590 03慢性阻塞性肺疾病(CO PD)是一种具有气流受限为特征的疾病。
CO PD的发病机制尚未完全明了,目前认为其主要的发病机制与氧化/抗氧化失衡、蛋白酶/抗蛋白酶失衡、气道的慢性炎症和自主神经功能紊乱有关。
氧化/抗氧化失衡的机制越来越引起大家的重视。
Nr f2 K eap1组成的抗氧化系统在细胞抗氧化应激反应中发挥重要的作用。
N r f2是调节抗氧化应激反应的重要转录因子,生理状态下它与胞浆蛋白伴侣分子Keap1结合使活性处于相对抑制状态。
氧化应激源作用下, Nr f2与K eap1解耦联后转移入核,与抗氧化反应元件(Antio x idant response element,AR E)结合,启动A RE调控的!相解毒酶及抗氧化酶基因的表达,增加细胞对氧化应激的抗性。
近年来国外的研究表明,N rf2表达水平异常或其转录活性受损与某些肺部疾病的发生发展密切相关[1]。
1 Nrf2、Keap1的基本结构和功能1.1 N rf2的基本结构和功能 N r f2属于cap'n'co llar(CNC)转录因子家族成员之一。
Nrf2-ARE信号通路参与肝脏疾病病理机制研究进展曹玲娟;龚慧;颜苗;李焕德;孙莉【摘要】Nuclear factor erythroid-2 related factor 2 ( Nrf2 ) is an important nuclear transcription factor which protects cells a-gainst oxidative stress injury. Upon exposure to reactive oxygen species ( ROS) or electrophilic stress, Nrf2 can translocate into the nucleus, and then bind to the antioxidant response element ( ARE) , regulating the expression of several antioxidant enzymes and phase Ⅱ detoxifying enzymes which aimed at the detoxifica-tion and elimination of harmful exogenous chemicals, resulting in the facilitation of hepatoprotection. Oxidative stress is the com-mon pathogenesis of many liver diseases, while the Nrf2-ARE signaling pathway is extremely important in the prevention and progression of many liver diseases. Nrf2 has more recently been implicated as a new therapeutic target in treating liver diseases. Here, we focus on the most common liver diseases and the devel-opment of these conditions where activation of Nrf2 may alleviate disease progression, so as to provide reference for related re-search in the future.%核因子NF-E2相关因子2( Nrf2)是细胞抵御氧化应激的一个重要转录因子,它能够在活性氧或亲电试剂的刺激下,转位进入细胞核,并与抗氧化反应元件( ARE)相互作用,从而诱导下游保护性Ⅱ相解毒酶和抗氧化酶的表达,达到细胞保护的作用。
Nrf2-ARE信号通路参与肝脏疾病病理机制研究进展曹玲娟;龚慧;颜苗;李焕德;孙莉【期刊名称】《中国药理学通报》【年(卷),期】2015(31)8【摘要】Nuclear factor erythroid-2 related factor 2 ( Nrf2 ) is an important nuclear transcription factor which protects cells a-gainst oxidative stress injury. Upon exposure to reactive oxygen species ( ROS) or electrophilic stress, Nrf2 can translocate into the nucleus, and then bind to the antioxidant response element ( ARE) , regulating the expression of several antioxidant enzymes and phase Ⅱ detoxifying enzymes which aimed a t the detoxifica-tion and elimination of harmful exogenous chemicals, resulting in the facilitation of hepatoprotection. Oxidative stress is the com-mon pathogenesis of many liver diseases, while the Nrf2-ARE signaling pathway is extremely important in the prevention and progression of many liver diseases. Nrf2 has more recently been implicated as a new therapeutic target in treating liver diseases. Here, we focus on the most common liver diseases and the devel-opment of these conditions where activation of Nrf2 may alleviate disease progression, so as to provide reference for related re-search in the future.%核因子NF-E2相关因子2( Nrf2)是细胞抵御氧化应激的一个重要转录因子,它能够在活性氧或亲电试剂的刺激下,转位进入细胞核,并与抗氧化反应元件( ARE)相互作用,从而诱导下游保护性Ⅱ相解毒酶和抗氧化酶的表达,达到细胞保护的作用。
《基于Keap1-Nrf2-PPARγ通路虾壳活性肽LPLWPY调节斑马鱼抗氧化和脂代谢反应的研究》基于Keap1-Nrf2-PPARγ通路:虾壳活性肽LPLWPY调节斑马鱼抗氧化和脂代谢反应的研究一、引言随着生活水平的提高,抗氧化和脂代谢反应的平衡成为现代健康研究的热点。
在生物体中,Keap1-Nrf2-PPARγ通路作为关键的调节系统,对于维护生物体内抗氧化和脂代谢的平衡起到了关键作用。
虾壳活性肽(LPLWPY)作为一种具有独特生物活性的天然成分,其在抗氧化和脂代谢方面的潜在应用逐渐受到关注。
本研究以斑马鱼为模型,探究虾壳活性肽LPLWPY对Keap1-Nrf2-PPARγ通路的调节作用及其对斑马鱼抗氧化和脂代谢反应的影响。
二、材料与方法1. 材料本实验采用斑马鱼作为实验模型,虾壳活性肽LPLWPY为实验材料。
同时,我们准备了一系列实验试剂和仪器,用于后续的生化分析和基因表达检测。
2. 方法(1)实验设计:将斑马鱼分为对照组和实验组,实验组分别给予不同浓度的虾壳活性肽LPLWPY。
(2)指标检测:通过测定斑马鱼体内抗氧化酶活性、脂质含量等指标,评估虾壳活性肽LPLWPY对斑马鱼抗氧化和脂代谢的影响。
(3)基因表达分析:通过PCR、qRT-PCR等技术,分析Keap1-Nrf2-PPARγ通路相关基因的表达变化。
三、实验结果1. 虾壳活性肽LPLWPY对斑马鱼抗氧化能力的影响实验结果显示,给予虾壳活性肽LPLWPY后,斑马鱼体内抗氧化酶(如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等)的活性显著提高,表明虾壳活性肽LPLWPY具有增强斑马鱼抗氧化能力的作用。
2. 虾壳活性肽LPLWPY对斑马鱼脂代谢的影响实验发现,虾壳活性肽LPLWPY能够显著降低斑马鱼体内脂质含量,改善脂代谢状况。
这表明虾壳活性肽LPLWPY具有调节斑马鱼脂代谢的作用。
3. 虾壳活性肽LPLWPY对Keap1-Nrf2-PPARγ通路的影响通过基因表达分析,我们发现虾壳活性肽LPLWPY能够上调Keap1-Nrf2-PPARγ通路相关基因的表达,进一步证实了虾壳活性肽LPLWPY对斑马鱼抗氧化和脂代谢的调节作用。
nrf2序列-回复Nrf2(Nuclear factor erythroid 2-related factor 2)是一种转录因子,它在调节细胞内氧化应激和抗炎过程中发挥重要作用。
本文将以Nrf2序列为主题,分步解析Nrf2的结构、功能和调控机制,以及它在疾病中的作用和治疗潜力。
第一步:Nrf2的结构Nrf2是一种由605个氨基酸组成的蛋白质,它被编码在人类基因组中的OMIM430090基因上。
Nrf2蛋白质具有一系列结构域,包括一个N末端转录激活结构域(Neh1),一个重要的核定位信号(NLS),以及六个肽链相互作用结构域(Neh2-Neh6)。
Nrf2的结构域特点使它能够与其他蛋白质相互作用,调节转录过程。
第二步:Nrf2的功能Nrf2通过与其负调控蛋白肌纤维连接蛋白3(Keap1)相互作用发挥功能。
在正常情况下,Nrf2通过与Keap1结合被定点泛素化并降解,从而维持Nrf2在细胞内的稳定水平。
然而,当细胞面临氧化应激和炎症刺激时,Nrf2与Keap1的结合被干扰,Nrf2可以逃脱降解,进入细胞核并结合到抗氧化应激元件(ARE)上,从而启动对抗应激的转录反应。
第三步:Nrf2的调控机制Nrf2的转录调控主要受到Keap1的作用影响。
Keap1可以通过与Nrf2上的特定亮氨酸残基相互作用,引发其泛素化和降解。
此外,氧化应激和炎症刺激也可以改变Keap1的活性,从而减少Keap1对Nrf2的负调控作用。
最终,Nrf2得以稳定并进入细胞核,以应对氧化应激和炎症。
第四步:Nrf2在疾病中的作用Nrf2对于细胞对抗氧化应激和炎症具有重要意义,因此在多种疾病中发挥关键作用。
Nrf2的激活与癌症、心血管疾病、糖尿病、神经系统疾病等多种疾病的发生和治疗密切相关。
研究表明,激活Nrf2信号通路能够抑制癌细胞的增殖和转移,并增强肿瘤的抗药性。
此外,Nrf2也可以减少心肌梗死、脑卒中和炎症性肠病等疾病的损伤,并促进组织修复和再生。
Nrf2和Keap1在喉鳞状细胞癌中的表达及意义的开题报告1.背景和意义喉鳞状细胞癌是一种恶性肿瘤,发病率逐年增加,给患者带来了严重的身体和心理的痛苦。
为了探究喉鳞状细胞癌的发生机制及治疗方法,许多学者对喉鳞状细胞癌的研究进行了不断的深入。
Nrf2(核因子E2相关因子2)和Keap1(Kelch类似ECH相关蛋白1)是两个关键的蛋白质分子,参与了细胞抗氧化应激机制的调节和维持,同时也参与了肿瘤的发生、发展及治疗反应等方面。
因此,研究Nrf2和Keap1在喉鳞状细胞癌中的表达及意义具有重要意义。
2.文献综述Nrf2和Keap1在喉鳞状细胞癌中的表达及意义的研究不断深入。
杨等(2014)发现Nrf2在喉鳞状细胞癌和喉息肉中的表达显著升高,且与临床病理分级、淋巴结转移呈正相关。
此外,Keap1在喉鳞状细胞癌中的表达显著降低,这表明Keap1/Nrf2通路可能在喉鳞状细胞癌的发生和发展中发挥重要作用。
另外,刘等(2016)的研究表明,在喉鳞状细胞癌的治疗过程中,调节Nrf2/Keap1通路可以增强化疗和放疗的效果。
因为Nrf2是一个重要的抗氧化应激蛋白,而化疗和放疗又都是通过诱导氧化应激来杀死肿瘤细胞的。
综上所述,Nrf2和Keap1在喉鳞状细胞癌中的表达及意义不仅涉及到喉鳞状细胞癌的发生和发展,也具备治疗方面的应用价值。
3.研究设计本研究旨在探究Nrf2和Keap1在喉鳞状细胞癌中的表达及意义。
研究设计包括以下几个方面:(1)病例收集:收集40例喉鳞状细胞癌患者的组织标本,同时收集10例正常喉部组织标本作为对照组。
(2)实验方法:采用RT-PCR、Western blot等技术检测Nrf2和Keap1的表达情况,并通过免疫组化技术观察组织中Nrf2和Keap1蛋白的定位。
(3)数据分析:统计并分析各组实验数据,比较不同组之间Nrf2和Keap1的表达情况,探讨两者与肿瘤病理特征的关系。
4.预期结果通过本研究,预期可以得到以下结果:(1)喉鳞状细胞癌组织中Nrf2表达显著升高,Keap1表达显著降低。
研究生课程论文(作业)封面 ( 2014 至 2015 学年度 第 1 学期) 课 程 名 称: 兽医内科学专题 课 程 编 号: 206332 学 生 姓 名: 学 号: 年 级: 2014级
任 课 教 师: 提 交 日 期:2014年11月25日
成 绩:__________________ 教 师 签 字:__________________ 开课---结课:第 1 周---第 18 周 评 阅 日 期: 年 月 日
东北农业大学研究生部制 Nrf2-Keap1抗氧化系统与肝脏疾病 (东北农业大学 动物医学院,黑龙江 哈尔滨150030) 摘要
氧化应激与肝脏疾病关系密切。Nrf2-Keap1是细胞抵御氧化应激的一个重要调控系统,可诱导抗氧化酶及Ⅱ相解毒酶的表达,清除活性氧族,减轻细胞凋亡,本文对Nrf2-Keap1抗氧化系统进行概述,探讨其与肝脏疾病的联系。 关键词:Nrf2-Keap1;氧化应激;肝脏 Nrf2-Keap1 Antioxidant System and Liver Disease
(College of veterinanry Medicine,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China) Abstract
Oxidative stress and liver disease are closely related. Nrf2-Keap1 is an important regulatory system cells against oxidative stress, and can induce the expression of phaseⅡ detoxifying enzymes, scavenging reactive oxygen species, reducing apoptosis, This article mainly reviewed Nrf2-Keap1 antioxidant system, discussing its links with liver disease. Key words: Nrf2-Keap1; oxidative stress; liver 引言 Nrf2是一个由氧化应激介导的转录因子,伴随一系列下游目的基因以保护细胞。有研究表明Nrf2-Keap1抗氧化系统能增加肝脏抵抗氧化应激的能力[1]。 1 Nrf2的概述
Nrf2首次从人类白血病细胞系(K562)的互补DNA文库中克隆出来,属于帽和领(Cap'n'Collar,CNC)转录因子家族成员,是一个由2.2kb的碱基对编码的相对分子质量为66000的蛋白质。Nrf2基因区域含有6个功能区,分别被命名为Nehl-6,Keap1是其特异性受体,正常情况下Nrf2作用被Keapl抑制,在氧化应激等情况下与Keapl解离被激活,Nehl区中有一个亮氨酸拉链结构bZIP,bZIP与小Maf蛋白(small Mafproteins,包括MafG、MafK、MafF)形成异二聚体,识别抗氧化反应元件(ARE)上DNA基序(GCTGAGTCA)并与之结合,启动ARE调控的第Ⅱ相解毒酶及抗氧化酶基因表达,增加细胞对氧化应激和亲电子化学物质的抗性[2-6]。 2 Keap1的概述
Keap1即Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1,也被称作INrf2。Keapl最初描述在胞质中锚定于肌动蛋白,对Nrf2起着重要的负调节作用。在生理状态下,Nrf2的N末端上Neh2结构与Keap1的C末端上Kelch重复区域结合,铆合在肌动蛋白细胞骨架上。Keap1有三个主要的区,N末端BTB区、一个连接片段(IVR)以及C末端肌动蛋白结合区(DGR)。Keap1的N末端,与其他BTB家族蛋白相似,是Cullin依赖性E3泛素连接酶的作用底物,可致使Nrf2泛素化并最终被Cullin依赖性E3泛素连接酶降解,所以BTB域是Cul3/Rbx1诱导Nrf2降解时的中间接合物[7]。Keap1的C末端DGR区,对铆定Nrf2起重要作用[8]。 3 Nrf2与Keap1的相互作用
Keap1在哺乳动物细胞中以同源二聚体形式存在,并以这种形式与一个单分子Nrf2结合。对于Nrf2与Keap1的结合,近来的研究提出了一个“铰链与门闩(hinge and latch)”的相互作用理论。实验研究发现,Nrf2上Neh2域中存在2个不同的Keap1结合位点,即保守的29DLG31和79ETGE83基序,其可与Keap1上DGR域中一个独立重叠的部位紧密结合,从而保证泛素的有效转移和Nrf2被蛋白酶体降解;在正常情况下,Keap1与高亲和力的ETGE基序结合后,可使Nrf2相对自由地移动,类似于“铰链”,而同时与低亲和力的DLG域结合后,严格限制了Nrf2使其靶赖氨酸处于与泛素结合的最佳位置,类似于“门闩”;而在化学/氧化应激条件下,由于Keap1失去与DLG的“门闩”式结合,导致Nrf2泛素化受阻,且同时因Nrf2上靶赖氨酸的位置出现偏差,Nrf2不再能被蛋白酶体降解,但可能由于ETGE的“铰链”式连接仍存在,致使Keap1与Nrf2的结合处于饱和状态,任何新合成的Nrf2得以在细胞核蓄积,并激活细胞保护性基因,从而对细胞应激起解毒作用。 3.1 Keap1上的氨基酸残基
大量研究数据表明,Keap1上某些确定的半胱氨酸残基可能是诱导Nrf2和细胞保护性酶等亲电子化合物的靶标。靶标定点突变实验显示,Keap1上Cys-151、-273和-288对Keap1功能发挥起至关重要的作用,这些半胱氨酸残基也可能就是Nrf2等亲电子诱导剂的靶标,其中,Cys-151位于Keap1的BTB域,在化学或氧化应激条件下,可使Nrf2的抑制和泛素化减少,是诱导Nrf2从Keap1中释放的关键靶位,而Cys-273和-288处于Keap1上半胱氨酸丰富的插入区(IVR),在生理条件下其抑制Keap1活性的作用十分必要,在Keap1上Cys-273和-288发生突变的细胞中,Nrf2活化分子的反应性降低或消除[9]。此外,新近的研究发
现,Keap1上还有其他靶位的作用也可将Nrf2从抑制中解除而激活。例如,Keap1对Nrf2的抑制作用还依赖于其是否能形成二聚体,Keap1上104位保守的丝氨酸残基(Ser-104)在二聚化过程中起重要作用,其突变将导致Keap1二聚体的解离和Nrf2的释放;而Keap1上141位酪氨酸(Tyr-141)的磷酸化和脱磷酸化也能调节Keap1的稳定性和降解,Tyr-141的磷酸化是Keap1维持稳定所必需的,Tyr-141的脱磷酸化则会导致Nrf2的释放。 3.2 Nrf2的磷酸化
半胱氨酸残基的存在是Nrf2活化分子的一个共同特征,而磷酸化信号传导通路的激活也可能刺激Nrf2依赖性细胞防御,如可促进蛋白高度磷酸化的蛋白磷酸酶抑制剂冈田酸在HepG2细胞中能刺激Nrf2的核蓄积和ARE受体转基因的激活[10]。许多研究显示,作为对
Nrf2功能的一个调节性影响,磷酸化过程可通过药理上抑制特异性蛋白激酶而起作用,这将减弱Nrf2被已知的活性分子的诱导;抑制一条蛋白激酶通路确实对多种细胞信号传导过程有显著影响,并可能影响Nrf2信号传导通路的完整性[11]。而另有研究显示,蛋白激酶C(protein kinaseC,PKC)、细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)、PKR样内质网激酶(protein kinase R-like endoplasmic reticulum kinase,PERK)、磷脂酰肌醇3激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)等的磷酸化作用会促进Nrf2和Keap1的解离[12]。目前,研究得比较透彻的是,PKC致使Nrf2上Neh2域的Ser-40磷酸化,能导致Nrf2
与Keap1的解离;Nrf2的翻译后修饰也会诱导激活ARE[13]。但最近有实验研究表明,酪氨酸激酶Fyn致使Nrf2上Tyr-568磷酸化后,可使Nrf2从核中移出[14]。因此,Nrf2的磷酸化过程可能是其激活和失活的一个重要信号传导事件,可分别促进Nrf2的核蓄积和从细胞核中移出。 4 Nrf2-Keap1在肝损伤和肝病中的作用
肝脏是机体的主要代谢器官。作为代谢的第一站,肝脏通常暴露在较高浓度的外源物和其他化学物质下,因此肝脏具备一系列抗氧化机制,能够清除自由基,维持体内自由基的代谢平衡。尽管如此,但是由于肝脏所处的位置与功能,它仍易受到中间活性物质引起的氧化损伤。氧化应激主要通过启动膜脂质过氧化来改变生物膜功能、与生物大分子共价结合及破坏机体内酶的活性等,在细胞因子(如TNF-α,NF-κB)的共同作用下引起不同程度的肝损伤[15-16],这是动物健康的一个巨大困境。Nrf2-Keap1抗氧化系统,调控抗氧化酶基因的转录活性,包括醌氧化还原酶(NADPH),谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、谷氨酸半胱氨酸连接酶(GCLC and GCLM)、谷胱甘肽(GSH)等。这些酶能够保护肝脏免受中间活性物质引起的氧化损伤[17-19]。所以Nrf2-Keap1抗氧化系统涉及肝脏的各个领域,如调节肝脏的代谢、解毒及促进肝细胞再生,在肝损伤、脂肪肝、肝纤维化及肝癌等方面也具有保护作用。 在肝脏代谢方面,运载体是肝脏对药物和环境化学毒物解毒的完整组件,Nrf2可调控运载体的表达,肝脏的Nrf2-Keap1抗氧化系统通过Ⅱ相解毒酶和运载体调节代谢和转运过程来参与药物、胆固醇、糖的代谢及解毒。如Nrf2缺失小鼠使扑热息痛的葡萄糖酸化降低,导致N-乙酰-对-苯醌亚胺(NAPQ1)和肝毒性的增加,激活的Nrf2通过Nqo1及经由运载体多药耐药相关蛋白3(Mrp3)增加对扑热息痛葡萄糖苷酸化代谢产物的排除来促进NAPQ1的解毒[20]。Nrf2缺失小鼠能抵制胆结石的形成,Nrf2在肝脏对胆固醇的摄取、代谢及排泄方面有一定的影响[21-22]。在链唑霉素诱导的小鼠1型糖尿病中,Nrf2缺陷小鼠肝脏糖异生葡萄糖-6-磷酸酶和磷酸丙酮酸羧基激酶的mRNA增加并且糖酵解丙酮酸激酶的mRNA减少,所以导致小鼠高血糖和尿排出量增加。楤木属根的乙醇抽提物对叔丁基-过氧化氢(t-BHP)所致的肝毒性的保护作用是经由Nrf2信号途径的抗氧化酶HO-1。 Nrf2是肝癌的重要调节剂,Nrf2调整的抗氧化酶及解毒酶的基因多态性与肝癌的发生密切相关。HBV的慢性感染和饮食中摄入黄曲霉素可增加肝细胞癌的发生率,虽然乙型肝炎疫苗及减少食物储存过程中被黄曲霉素污染的措施已广泛采用,然而完全排除黄曲霉素污染是不可能的。所以用化学预防措施对黄曲霉素进行生理处理来降低肝细胞癌的发生率很关键。在上海,科学家正在研究饮用红茶以激活Nrf2的活性来预防黄曲霉素-B1诱导的肝癌。