流感病毒感染诱导宿主细胞凋亡的分子机理分析以与果蝇泛素化蛋白dhr6的初步分析

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1、山东师范大学硕士学位论文第一部分流感病毒感染诱导宿主细胞凋亡的分子机理研究刖菁第一节AIF、EndoG与细胞凋亡细胞凋亡是一个非常重要的细胞生理过程，它对于维持机体自身的稳定性和个体正常的生长发育以及抑制肿瘤发生等许多方面都起着重要的作用。诱导细胞凋亡的信号通路有很多，根据2005年全球十大科技进展报道，目前有大约8000多条信号通路都直接或间接的参与了细胞凋亡的信号转导，可见细胞凋亡是一个受多条信号通路调控的复杂过程。目前研究较多的主要集中在caspase依赖性和caspase非依赖性的两大类信号通路上⋯。凋亡诱导因子(apoptosis—ind

2、ucingfactor，AIF)和线粒体内切核酸酶G(endonucleaseG，EndoG)在细胞凋亡中起到了非常重要的作用，通常认为二者主要是以caspase非依赖性的方式发挥作用的，但是目前人们对二者在细胞凋亡中发挥功能的特点的认识还不一致阻’3’。1．凋亡诱导因子(apoptosis—inducingfactor，AIF)的研究进展凋亡诱导因子(apoptosis—inducingfactor，AIF)在细胞中具有双重作用，它在正常细胞中发挥着氧化还原酶活性并起到抗凋亡的作用，而在诱导凋亡的情况下却起到促进凋亡的作用(图1．1)。《图1．1

3、：触F的空间结构(引自【5】)3山东师范大学硕士学位论文1．1AIF的结构和功能AIF基因定位于X染色体，编码67kD的前体蛋白，鼠AIF(612位氨基酸)和人AIF(613位氨基酸)分子具有高度保守性(整个蛋白有92％的同源性)H1。通过对AIF的晶体结构的研究发现它有两个重要的结构域：一个是具有氧化还原酶活性的结构域；另一个是具有潜在的DNA结合功能的结构域(图1．1)。氧化还原酶活性结构域在结构上与双苯基加双氧酶(BphA4)具有同源性。通过功能分析发现AIF具有NADH氧化酶活性，能够接受由NADH传来的电子，值得指出的是研究发现AIF的氧

4、化还原酶结构域对AIF的促凋亡功能并不是必须的。在正常活细胞里AIF定位在线粒体的膜间隙中，至于其具体的生理功能还不是十分清楚；在诱导凋亡的情况下，AIF发生一个核转位过程，从线粒体移位至细胞核，在细胞核中AIF的DNA结合结构域能够直接与DNA结合导致DNA的固缩和断裂啼1。其具体的分子机制可能为：①AIF通过直接与DNA的结合破坏正常的染色体结构，从而提高了DNA对核酸酶的敏感性；②A工F可募集下游的核酸酶使染色体凝集和降解。近来的研究发现AIF出线粒体的过程还伴随着AIF的一个复杂的加工过程，切掉部分肽段，由一个疏水性蛋白转变为一个可溶性蛋白

5、，这对于它的移位至关重要‘6I。4艘攒磷辩嬲曰戤ChnMn辛nnconden摹8tlonCa￡口j毒#-}nd■口endentceIId●aⅡ'图1．2：甜F在细胞生存和死亡中的双重功能(引卧5】)山东师范大学硕士学位论文AIF要发挥细胞凋亡的效应，就必须从线粒体转为到细胞核。但AIF的核转位是一个受多重因素影响的复杂过程，与之有直接或间接相互作用的许多蛋白都参与调节它的亚细胞定位，如caspasenl、Hsp70‘7·耵、Bax／Bak‘31等等，并且它的移位机理与细胞色素C等又有所不同，以一种线粒体膜电势非依赖的方式移位口1，这一点与EndoG

6、类似。从线粒体的完全释放是需要线粒体膜电势丢失的，D锄ienArnoult等扫1认为不同的线粒体凋亡相关分子从线粒体的释放一般经过三个步骤。第一步：Bax／Bak介导的线粒体外膜的通透性增加，从而导致部分从线粒体释放出来：第二步：线粒体膜电势丢失，进一步导致剩余的细胞色素C、S腿c／Diablo、HtrA2／oIIli等从线粒体池(p00r)中释放出来，但是EndoG和AIF并不受线粒体膜电势丢失的影响；第三步：细胞色素C、S腿c／Diablo、HtrA2／0mi从线粒体释放后引发caspase的活化。但是EndoG和AIF的移位与caspase之

7、间的关系至今还存在着争议，目前大多数文献支持是以一种caspaseindependent和PARPdependent方式发生的n1(图1．2)。，1．2caspase活性与AIF的核转位caspase家族在细胞凋亡信号转导过程中起着核心作用。细胞凋亡时，cytc从线粒体释放能引起caspase级联反应，进而通过活化多种分子引起细胞凋亡。广谱的caspase抑制剂zVAD—fmk不能阻断AIF的促凋亡活性，也不受bc卜2过量表达的影响；在Apaf．1小、caspase一9+或caspase一3十细胞中不存在caspase活性，但AIF仍可以诱导染色体

8、凝集引起细胞凋亡；在缺乏caspase的真菌Dictyosteli岫discoideum中，死亡过程中出现与哺乳动物AIF