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人硒蛋白K的硒代半胱氨酸参入机制及生物学功能研究

陆彩玲

  硒是哺乳动物必需的一种微量元素,具有重要的生理功能,硒摄入的过多或不足都会引起生理过程的失调或疾病。然而,硒元素的重要作用直到发现第一批硒蛋白才逐渐阐明,同时,硒蛋白的发现也为遗传密码和蛋白质翻译调控增加了新的内容。研究发现硒蛋白含有稀有氨基酸硒代半胱氨酸,由通常情况下作为终止密码子的UGA编码。真核生物UGA密码子解码为硒代半胱氨酸需要定位在硒蛋白mRNA 3’UTR的硒代半胱氨酸插入序列元件SECIS和SECIS结合蛋白SBP2的存在及二者之间的相互作用。近年来,硒蛋白生物学功能研究和在生物医学中的价值及硒蛋白的翻译机制受到了广泛关注。目前为止,总共鉴定了约25种人硒蛋白基因。其中了解最多的哺乳动物硒蛋白家族是谷胱甘肽过氧化物酶家族、硫氧还蛋白还原酶家族和脱碘酶家族。文献首先在2003年报道人硒蛋白K(SelK)是一个硒蛋白,而对SelK的生物学功能和硒代半胱氨酸的参入机制尚不清楚。为了研究SelK硒代半胱氨酸的参入机制,我们首先用同位素参入实验证实SelK硒代半胱氨酸的参入需要SelK mRNA的3’UTR。随后,我们克隆SECIS结合蛋白SBP2的全长cDNA,并利用原核表达系统表达了SBP2 C端从343位氨基酸至C末端具有硒代半胱氨酸活性的512个氨基酸,利用RNA凝胶电泳迁移实验证实了SBP2能和定位在SelK 3’UTR的SECIS元件相互作用,表明SelK硒代半胱氨酸的参入机制符合己建立的硒代半胱氨酸参入模型。为了探寻SelK的功能信息,我们首先应用Northern杂交技术分析了SelK mRNA的组织表达谱,结果显示SelK在心脏、骨骼肌、胎盘、胰腺、肝脏有分布,尤其在心脏和骨骼肌高表达,在所检测的肿瘤细胞系中都有比较高的表达。蛋白的亚细胞定位对研究基因功能具有重要的提示作用,我们用共聚焦显微镜技术研究表明SelK是一个线粒体蛋白。线粒体是细胞内产生活性氧物质(ROS)的主要细胞器,我们利用还原性染料检测了SelK的抗氧化性,发现SelK能降低细胞内的ROS水平,能保护细胞免受H_2O_2引起的氧化损伤。……   
[关键词]:硒蛋白K;SECIS;SBP2;活性氧物质
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国协和医科大学2005年