ccnl1和timp1基因对人乳腺癌细胞增殖及相关基因表达之影响

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1、CCNL1和TIMP1基因对人乳腺癌细胞增殖及相关基因表达之影响第一篇文献综述第一章基质金属蛋白酶抑制因子-1研究进展基质金属蛋白酶抑制剂（TIMP）广泛分布于动物和人类基因组中，主要作用就是对金属蛋白酶细胞外基质和细胞表面分子的降解。此外对于对于细胞生长和分化，细胞迁移，血管的生成以及细胞凋亡等均具有作用。有些作用机制已经确定，随着TIMP基因缺失小鼠建立，将有助于进一步了解TIMP的生物学作用机制[1]。1.1TIMP1基因概况TIMPs是基质金属蛋白酶(MMPs)的天然抑制物，是一组能抑制基质金属蛋白酶(MMPs)活性的多功能因子家族，在肿瘤细胞与间质细胞中均

2、可表达。编码TIMP1的基因定位于Xp11.1-p11.4，基因全长4500bp。转录子大小为900bp。TIMP基因家族中，各成员的编码序列均位于synapsin基因内含子中。如，果蝇的一个TIMP基因在其synaPsin基因的内含子中，序列分析发现该TIMP基因有35%的序列与人TIMPS的一致；而在结构上，也具有保守的内含子、外含子结构[2]。而人的TIMP1基因则位于Synapsin-I基因的内含子6中。人体中的TIMP共有4种：TIMP1，TIMP2，TIMP3和TIMP14。搜索基因数据库发现在很多物种体内，如鸡、两栖类、鱼类、昆虫、软体动物以及线虫(C

3、olegans)等体内都能找到与哺乳类的TIMP同源的蛋白和cDNA。1.2TIMP1蛋白结构TIMP1蛋白分子大小为28.5KD，很多的实验结果证明：(1)TIMP中二硫键的排列方式[3]为：N端和C端均各有3个稳定的二硫键，N端和C端相对独立，(2)TIMP与底物的结构图谱也提示其有2个结构域，(3)仅单独的N末端120个基团就可折叠和形成有活性的MMP抑制剂[4]。TIMP的全长是连续的，这是由于TIMP的C-末端区域能够紧密结合在其N-末端OB-折叠结构上，很多的具有2个结构域结构蛋白中均存在相似的情况，如免疫球蛋白Fab区域等。而在模式生物C.elegan

4、s中，TIMP蛋白仅有N-末端结构域，这提示目前的TIMP的祖先很可能是单结构域的。TIMP1的蛋白结构包括C末端和N末端两个功能域。高度保守的二级结构功能域能与MMPs结合，特异性抑制MMPs的蛋白水解活性，在组织中参与MMPs活性的调控。C末端结构域能与MMPs(尤其pro-MMP-9)以1:1的非共价键结合形成复合物而抑制其活性，从而抑制细胞外基质的降解，终止癌细胞浸润，从而抑制癌细胞的扩散。N末端位于二硫键附近的Cys-1-Cys-70残基，可通过螯合锌原子来抑制MMPs的水解作用，这个功能域如果被烷基化或者发生突变，则会失去抑制MMPs的作用。N-端区域的

5、结构具有高度保守的蛋白酶抑制剂序列，能够抑制金属蛋白酶。在Cys1-X-Cys3序列中的半胱氨酸能够与Cys70和Cys100以二硫键连接。这些结构特点表明TIMP-金属配合物所具有的抑制作用是与蛋白质相互作用的核心密切相关。大多数（60％-75％）的TIMP和基质金属蛋白酶之间的相互作用是由MMPs的N-末端形成的连续五残基即Cys1-Thr-Cys-Val-Pro5及连接sC和sD环结构（CDloop）与TIMP1中的Met66-Glu-Ser-Val-Cys70残基作用，通过Cys70和Cys1之间的共价二硫键连接来发挥作用。在金属蛋白酶活性中心插入的连接结构

6、，都具有TIMP保守的N-末端的Cys1结构，能够催化锌离子发挥抑制作用。所以抑制机制的关键是金属离子配位的N-端α-氨基和羰基的Cys1，主要作用是取代肽键水解需要的酶分子。在所有脊椎动物中，苏氨酸或丝氨酸的蛋白酶抑制剂与MMP特异性的相互作用，丝氨酸或苏氨酸作为一个作用位点，它具有决定酶的专一性作用。蛋白酶活性位点的第3-5残基间相互作用主要通过断裂的C末端残基的肽发挥作用，而Ser68和Val69之间的相互作用主要是通过MMP的S2和S3结构（即位于肽链N端的残基结构）发挥功能。TIMP1具有AB、CD、EF等多个环状结构，并作为其作用于MMPs的

7、活性中心，AB的环状结构位于CD环状结构和EF环状结构的左侧。在不同的蛋白酶抑制剂之间的AB环状结构不同，这种结构变化影响它们与MMPs之间的相互作用。在N-TIMP3与ADAM17的复杂催化结构域当中，还涉及了sD的C-末端的相互作用。[5]但是到目前为止这些发生在TIMP3蛋白酶与ADAM17或独有的ADAMs是否有其他的相互作用还尚不清楚。第二章细胞周期调节蛋白-1研究进展细胞周期蛋白L1（CL1）是细胞周期蛋白家族的成员之一，其中包含C-末端富含精氨酸和丝氨酸（RS）的结构域和集群染色质颗粒（又称核散斑）。采用光漂白技术表明绿色荧光蛋白（GFP）融合细胞