PRMT-1对秀丽线虫SKN-1的甲基化修饰影响氧压力抗性和衰老的研究.pdf

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1、摘要衰老是生物个体必须经历的阶段。对于人类很多疾病如：高血压、动脉粥样硬化、老年痴呆等，都与人类的衰老进程相关。目前对于生物体衰老的发生有几种主要的学说，分别是衰老的自由基学说、端粒缩短学说、能量限制学说。而其中生物体对氧自由基压力的抗性反应与衰老的关系一直是研究者较为关注的一个问题。因此发现新的能同时调控生物体抗氧压力和衰老的基因及其作用机制对于研究生物体衰老的调控过程非常重要。秀丽线虫具有繁殖能力强、生殖周期短、遗传操作方便、突变体多等特点，将秀丽线虫作为模式生物研究衰老的发生和调控机制，就可以避免以哺乳动物为实验材料出现的周期长，操作

2、复杂等问题。SKN-1蛋白是秀丽线虫中既影响氧压力抗性，又调控衰老的，一种非常重要的转录因子。尽管SKN-1在DNA结合区与哺乳动物Nrf/CNC蛋白有明显差别，但是，SKN-1与Nrf/CNC在功能上却非常保守。在一定条件刺激下，肠道内的SKN-1蛋白通过在细胞核内积累，激活其下游解毒类的靶基因表达，从而提高秀丽线虫对氧压力的抗性及其抗衰老的能力。已有研究表明，SKN-1调控秀丽线虫氧压力抗性的功能与该蛋白的磷酸化修饰密切相关。例如：GSK-3对SKN-1的磷酸化修饰抑制了SKN-1在肠细胞内的核定位。但是SKN-1是否存在其他的蛋白翻译

3、后修饰，目前还仍未见报道。精氨酸甲基化修饰是一种非常重要的蛋白翻译后修饰。在秀丽线虫中，精氨酸甲基转移酶PRMT-1与哺乳动物的PRMT-1具有高度的序列保守性和功能保守性。而且目前已知，prmt-1突变体线虫的抗氧能力及抗衰老能力明显下降。SKN-1蛋白中富含有精氨酸，而且PRMT-1和SKN-1蛋白都在线虫肠道内高表达。那么PRMT-1是否可以对SKN-1的精氨酸进行甲基化修饰，并且影响SKN-1调控线虫氧压力抗性和衰老的能力呢？为了解决这个问题，我们首先通过IP以及GST-pulldown实验发现，在秀丽线虫中的SKN-1存在精氨酸非

4、对称性的二甲基化修饰，而且SKN-1蛋白可以与精氨酸甲基转移酶PRMT-1相互作用；然后通过体外甲基化技术及质谱检测，我们发现PRMT-1对SKN-1的Arg484和Arg516位进行了非对称二甲基化修饰；接下来利用荧光蛋白表达量分析以及Real-timePCR技术，发现PRMT-1影响SKN-1在线虫肠细胞核内的积累，及SKN-1下游靶基因的表达，并且影响秀丽线虫应对氧压力抗性和衰老的能力。以上研究结果为研究SKN-1磷酸化修饰和精氨酸甲基化修饰之间的crosstalk，以及该crosstalk对线虫衰老和抗氧压力的影响奠定了一定的基础。

5、同时，对于研究哺乳动物Nrf-2和Nrf/CNC蛋白在个体水平上如何调控和影响体内正常组织的发育和功能来说，具有一定的意义。关键词：SKN-1；PRMT-1；氧压力抗性及衰老；精氨酸甲基化；秀丽线虫IAbstractAgingisnecessarystageforeveryorganism.Therearealotofdiseasesassociatedwiththeaginginhuman,suchasbloodhypertension,atherosclerosisandAlzheimer'sdisease.Atpresent,ther

6、eareseveralmaintheoriesforaging,suchasfreeradicaltheory,theoryoftelomereshortening,andenergyrestriction.Itisveryattractivetostudytherelationshipbetweenagingandtheresistancetooxidativestress.So,discoveringanewgeneandmechanismofregulatingoxidativestressdefenseandagingisveryi

7、mportantforstudyingtheregulationofaging.C.elegansisagoodmodelforagingstudy,becauseithasastrongabilitytoreproduce,shortreproductivecycle,convenientgeneticoperations,andalargenumberofmutantsandsoon,whichcanavoidthelongstudycycleandcomplexoperationinmammals.SKN-1isaveryimport

8、anttranscriptionfactorthatcanregulatebothoxidativestressdefenseandaging.SKN-1anditsmammal