自噬蛋白Atg4.1和Atg4.4在嗜热四膜虫程序化核降解中的功能分析
发布时间：2020-12-03 07:06
自噬通过溶酶体降解生物大分子或细胞器用以维持细胞稳态,是生物体内一种重要的分解代谢过程,不同功能的自噬相关蛋白有序调控这一过程,在不同的生物体中进化出多样化的自噬信号通路。嗜热四膜虫中亲本大核程序性死亡（programmed nuclear death,PND）是一种独特的细胞核自噬,多种自噬相关蛋白可能参与调控PND过程。本研究从嗜热四膜虫中鉴定了Tt ATG4.1和TtATG4.4两种同源基因,并对这两种基因的功能进行了分析。主要结果如下:1.TtATG4.1和TtATG4.4生物信息学分析在四膜虫基因组数据库（http://www.ciliate.org）中进行同源序列比对发现4个C54肽酶家族蛋白,分别是TtAtg4.1、TtAtg4.2、TtAtg4.3和TtAtg4.4。四种自噬蛋白Atg4作为半胱氨酸蛋白酶均有保守的催化活性中心Cys,并且具有Atg4蛋白高度保守的GWGCM模体。Atg4蛋白的聚类与物种进化基本一致,嗜热四膜虫中的四种同源蛋白可能拥有不同的功能,在PND过程中有着各自的分工。其中TtATG4.1在有性生殖时期特异表达,在8h表达量最高;而TtATG4.4...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
选择性自噬的类型[10]
Atg4 作为一种新型半胱氨酸蛋白酶在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中首次被报道，Atg8（LC3）羧基末端区域可以由 Atg4 切割以暴露 Gly116，转化为成熟的 Atg8-I，随后成熟的 Atg8-I 与细胞膜上的磷脂酰乙醇胺（phosphatidyl ethanolamine，PE）紧密结合成为 Atg8-II，这个过程为 Atg8 的脂化（lipidated）。最后在 Atg4 蛋白酶的作用下 Atg8-II 从膜上释放，这个过程为 Atg8 的脱脂（delipidation）（图 1.2）[23]。在 ΔAtg4 突变株中，过表达的 Atg8G116（截短 Atg8 羧基末端 Gly116）可以脂化，但不能被 Atg4 脱脂，因此 Atg8 在细胞质中都以 Atg8-PE 的形式结合，而 Atg8-PE 被发现定位于各种细胞器膜上，通过补偿形式添加 Atg4 后，Atg4 可以回收部分 Atg8用于支持自噬[24]。ΔAtg4 突变株是有缺陷的，Atg8 虽然可以与 PE 结合，但细胞质中隔离膜（isolation membrane，IM）的延伸显著降低[25]。在整个过程中 Atg4 对 Atg8-II的解偶联作用是双重的，在自噬体形成的开始阶段，通过 Atg4 从其他膜成分中释放Atg8，在自噬体形成的晚期，将 Atg8 从自噬体膜中的释放出来促进自噬体的成熟[26]。Atg4 蛋白酶切割加工 Atg8，但是 Atg4 对 Atg8 的脱脂以及如何及时调控脱脂仍然了解甚少。
图 1.3 TtVPS34 与 Atg8-2p、Atg8-65p 形成复合物调控自噬体的形成本课题的研究意义自噬是生物体内重要的分解代谢过程，而自噬相关蛋白对于自噬的精准调少。嗜热四膜虫中预测出 9 种自噬相关蛋白[48]，这与目前在酵母及哺乳报道的自噬相关蛋白数量相差甚远。这可能会导致四膜虫中的自噬调控其他真核生物，而具备自身的独特性。Atg4 在嗜热四膜虫中拥有 4 种同源四种 Atg4 同源蛋白在 PND 中发挥着什么作用？嗜热四膜虫 Atg4 同源蛋助于解释多种真核生物中同源自噬蛋白的调控机制，对于阐明四膜虫中选择性自噬机制具有重要意义。
本文编号：2896172
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
选择性自噬的类型[10]
Atg4 作为一种新型半胱氨酸蛋白酶在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中首次被报道，Atg8（LC3）羧基末端区域可以由 Atg4 切割以暴露 Gly116，转化为成熟的 Atg8-I，随后成熟的 Atg8-I 与细胞膜上的磷脂酰乙醇胺（phosphatidyl ethanolamine，PE）紧密结合成为 Atg8-II，这个过程为 Atg8 的脂化（lipidated）。最后在 Atg4 蛋白酶的作用下 Atg8-II 从膜上释放，这个过程为 Atg8 的脱脂（delipidation）（图 1.2）[23]。在 ΔAtg4 突变株中，过表达的 Atg8G116（截短 Atg8 羧基末端 Gly116）可以脂化，但不能被 Atg4 脱脂，因此 Atg8 在细胞质中都以 Atg8-PE 的形式结合，而 Atg8-PE 被发现定位于各种细胞器膜上，通过补偿形式添加 Atg4 后，Atg4 可以回收部分 Atg8用于支持自噬[24]。ΔAtg4 突变株是有缺陷的，Atg8 虽然可以与 PE 结合，但细胞质中隔离膜（isolation membrane，IM）的延伸显著降低[25]。在整个过程中 Atg4 对 Atg8-II的解偶联作用是双重的，在自噬体形成的开始阶段，通过 Atg4 从其他膜成分中释放Atg8，在自噬体形成的晚期，将 Atg8 从自噬体膜中的释放出来促进自噬体的成熟[26]。Atg4 蛋白酶切割加工 Atg8，但是 Atg4 对 Atg8 的脱脂以及如何及时调控脱脂仍然了解甚少。
图 1.3 TtVPS34 与 Atg8-2p、Atg8-65p 形成复合物调控自噬体的形成本课题的研究意义自噬是生物体内重要的分解代谢过程，而自噬相关蛋白对于自噬的精准调少。嗜热四膜虫中预测出 9 种自噬相关蛋白[48]，这与目前在酵母及哺乳报道的自噬相关蛋白数量相差甚远。这可能会导致四膜虫中的自噬调控其他真核生物，而具备自身的独特性。Atg4 在嗜热四膜虫中拥有 4 种同源四种 Atg4 同源蛋白在 PND 中发挥着什么作用？嗜热四膜虫 Atg4 同源蛋助于解释多种真核生物中同源自噬蛋白的调控机制，对于阐明四膜虫中选择性自噬机制具有重要意义。
本文编号：2896172
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