利用光敏UAAs光控TrkA位点依赖性的磷酸化激活MAPK/ERK信号通路

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:realno158
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
原肌球蛋白受体激酶A(Tropomyosin receptor kinase A,TrkA)是一种膜受体,它通过配体神经生长因子(Nerve Growth Factor,NGF)结合引起胞内酪氨酸残基自磷酸化,并激活包括MAPK/ERK,PI3K/AKT,PLCγ在内的多种信号通路,TrkA磷酸化的位点和特性控制着细胞增殖、分化、生长、凋亡等过程,且NGF/TrkA信号通路与许多人类疾病如阿尔兹海默症,慢性疼痛,炎症,癌症等的发生有关,因此,它是治疗很多疾病的新兴治疗靶点。但是TrkA下游通路错综复杂,又与胞内段的磷酸化位点及其组合密切相关,因而TrkA磷酸化作用至今尚不能完全得以阐明。解析TrkA信号通路的重要难点在于TrkA信号是一个高度动态的过程,目前的研究缺乏对TrkA不同位点磷酸化的分别控制方法。本论文中我们提出了一种光敏TrkA的设计方案,利用全新的分子光控技术,通过遗传密码子拓展技术(Genetic Code Expansion,GCE)结合定点诱变,在目的蛋白TrkA特定磷酸化位点引入可光控的非天然氨基酸(Unnatural Amino Acid,UAA),研究TrkA不同磷酸化位点的调控机理。我们以琥珀终止密码子(Amber codon)作为识别非天然氨基酸的密码子,通过将TrkA酪氨酸(Tyrosine,Tyr or Y)磷酸化位点突变成终止密码子,再引入相应的tRNA和蛋白合成酶(RS),借助两对工程化且特异的正交tRNA/RS系统抑制琥珀终止密码子的表达,分别在TrkA五个磷酸化位点(Y490,Y670,Y674,Y675,Y785)引入两种光敏酪氨酸类似物,即叠氮基苯丙氨酸(p-azido-L-phenylalanine,AzF)或“光笼”酪氨酸(Photo-caged tyrosine,ONB)。这两种UAAs分别提供不同的光化学反应机制,ONB作为“光控开关”能够控制激酶磷酸化状态,而AzF是潜在的光交联分子。我们的研究目的是利用光学操纵TrkA单个位点酪氨酸的磷酸化状态,并观察其下游信号通路的激活。本论文内容主要分为两大部分,第一部分内容是设计和摸索合适的光控方法,即论文第二章和第三章,主要有以下三点结论:1)首先我们在哺乳动物细胞HEK293T中,利用两种荧光报告系统EGFP-amber,EGFP-amber-mCherry测试tRNA/RS对的正交性,并在TrkA-Y490位点引入AzF,ONB,建立编码光敏UAAs的方法;2)通过蛋白质免疫印迹分析我们发现,HEK293T细胞可以用来特意反应外源TrkA激活的p-ERK活性;3)在三种细胞模型PC12,HEK293T,SH-SY5Y细胞中分别引入两种基因编码拓展系统,发现在TrkA五个磷酸化位点均能定点引入AzF,ONB,且没有发生错误的通读。HEK293T细胞由于较高的表达效率是表达外源TrkA-AzF,TrkA-ONB突变体蛋白的合适细胞模型,而SH-SY5Y细胞可作为我们测试光控光敏TrkA突变体的神经细胞模型。第二部分内容是光控光敏TrkA突变体对细胞下游特定信号通路和细胞分化调控的检测,即论文第四章,主要结论是:1)我们首先利用HEK293T细胞,在TrkA-Y490ONB中验证了光控制激活ERK通路的可行性。Y490位点的磷酸化激活MAPK/ERK途径,且与细胞的增殖和分化有关,这在之前己有报道。其次,在其他磷酸化位点(Y670,Y674,Y675,Y785),尤其是功能尚不明确的激酶活性区三个位点(Y670,Y674,Y675),通过紫外光控TrkA-AzF,TrkA-ONB突变体,我们也检测到激活下游MAPK/ERK信号通路效应;有趣的是,我们发现将AzF,ONB引入到Y674,Y675位点,在不结合配体NGF的情况下光照可以直接激活MAPK/ERK通路,提供了利用光信号模拟NGF激活下游特定信号通路的光控模型。我们的结果表明除了两个主要的位点Y490,Y785外,激酶回路中的三个位点在MAPK/ERK通路的调控中也起到关键作用。2)利用内源TrkA干扰较小的SH-SY5Y细胞模型,我们将这种对光敏TrkA突变体ERK通路的检测(微观)与神经细胞分化(细胞表型)结合,发现光控可激活ERK途径的光敏TrkA突变体,对比光照前后其细胞分化程度较明显,在细胞表型上体现出良好的一致性。综上,我们的研究进一步扩展了遗传密码扩展技术在激酶受体中的应用,并揭示了依赖于TrkA位点的磷酸化对信号传递过程可能存在多态控制。论文研究初步建立了激酶受体光控磷酸化的实验模型。通过精确的光学控制,在单个磷酸化位点调控激酶受体的活性,达到定点光控磷酸化的效果。这种方法为激酶相关途径的综合分析和靶向治疗中筛选介入特定位点磷酸化途径的化合物奠定了基础。
其他文献
针对某非密封放射性物质工作场所退役治理项目,在辐射水平现状监测、在役期环境影响分析和退役过程工程分析基础上,明确退役目标和评价重点。对退役治理过程、废旧源清理登记
清代时期为抵御列强,广州地区修建了诸多防御炮台,这些炮台是我国珍贵的文物资源,具有历史、文化、教育等多重价值。但是由于曾经战火的袭击,百年时光流逝,许多炮台出现了裂隙、坍塌等病害,需要进行妥善的保护修复,而目前关于广州地区炮台一直没有深入、系统的保护研究。针对这种情况,从炮台的主要营建材料——三合土入手,对广州地区四处有代表性的炮台——车歪炮台、穗石村炮台、沙路炮台以及牛山炮台进行了分析研究。在前
沧东凹陷位于渤海湾盆地黄骅坳陷南部,孔二段沉积期,细粒沉积岩广泛发育,厚度巨大,具有良好的页岩油勘探潜力。本文以沧东凹陷孔二段细粒沉积物为研究对象,以沉积学和地球化
选择性多聚腺苷酸化(Alternative polyadenylation,APA)普遍存在于真核生物中,在基因的表达调控中起着重要的作用。通过APA调控,基因可以选择不同的多聚腺苷酸化位点,产生带有
本文回顾了近年来稀土催化材料在石油化工、汽车尾气净化、催化燃烧以及其它环保方面的研究与应用现状,提出了稀土催化材料的发展前景.
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将燃料与氧化剂中的化学能直接转换成电能的全固态装置,具有环境友好,能量转换效率高和应用形式灵活等特点,是极具发展前景的能源转换技术。为保证电池阳极与电解质界面有良好的催化性能,采用多孔阳极材料Cu/Ni-LSCM以及高电导率的电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)制作半电池是一种好的技术路线。本论文研究了La0.7Sr0.3Cr0.5
党的十八届三中全会提出全面深化改革的总目标是完善和发展中国特色社会主义制度,推进国家治理体系和治理能力现代化。我国治理模式探索和创新的外延空间被极大拓展,而地方治
目的探讨神经调节蛋白-1(NRG-1)对高糖培养的视网膜Müller细胞凋亡的影响及机制。方法将培养的Müller细胞分为对照组(空白对照)、高糖组(30 mmol/L葡萄糖)、NRG-1处理组(30 mmol/L葡萄糖+80 g/L NRG-1)。噻唑蓝法(MTT)检测细胞活力,试剂盒检测丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性,流式细胞仪检测Müller细胞凋亡情况,Western
本文通过对话剧《鸳鸯恋》在排演过程中遇到的问题和启示进行分析,寻求一种“中国式舞台意向”的写意化表达效果。话剧《鸳鸯恋》改编自罗怡春先生创作的话剧剧本,是一部根据其自身经历改编创作的,跨越数十年的年代大戏。故事背景是在某省京剧院,讲述从二十世纪六十年代起至新千年,近半个世纪的变迁。这种变迁,有时代背景下人物的命运;有以京剧为代表的中国传统艺术的兴衰与回归;有京剧院的经营发展和走向;有在诸多拐点面前
本文结合牧区实际情况以西乌珠穆沁旗S嘎查为例所进行的野外考察和深入牧户搜集的第一手资料,对牧民组织化程度进行了研究。阐述了农牧民组织的发展过程,牧民组织现状以及存在的问题,分析了产生问题的原因。在此基础上提出了个人对提高牧民组织化程度的认识和建议。通过S嘎查组织化现状的分析提出了以下几个问题,主要是优化牧业生产结构的组织还不健全、牧民组织适应市场竞争的机制还不健全、村民还没有发挥自治自主权等问题。