人硒蛋白K的硒代半胱氨酸參入機(jī)制及生物學(xué)功能研究.pdf

1、硒是哺乳動物必需的一種微量元素，具有重要的生理功能，硒攝入的過多或不足都會引起生理過程的失調(diào)或疾病。然而，硒元素的重要作用直到發(fā)現(xiàn)第一批硒蛋白才逐漸闡明，同時，硒蛋白的發(fā)現(xiàn)也為遺傳密碼和蛋白質(zhì)翻譯調(diào)控增加了新的內(nèi)容。研究發(fā)現(xiàn)硒蛋白含有稀有氨基酸硒代半胱氨酸，由通常情況下作為終止密碼子的UGA編碼。真核生物UGA密碼子解碼為硒代半胱氨酸需要定位在硒蛋白mRNA3'UTR的硒代半胱氨酸插入序列元件SECIS和SECIS結(jié)合蛋白SBP2的存在

2、及二者之間的相互作用。近年來，硒蛋白生物學(xué)功能研究和在生物醫(yī)學(xué)中的價值及硒蛋白的翻譯機(jī)制受到了廣泛關(guān)注。 目前為止，總共鑒定了約25種人硒蛋白基因。其中了解最多的哺乳動物硒蛋白家族是谷胱甘肽過氧化物酶家族、硫氧還蛋白還原酶家族和脫碘酶家族。文獻(xiàn)首先在2003年報道人硒蛋白K(SelK)是一個硒蛋白，而對SelK的生物學(xué)功能和硒代半胱氨酸的參入機(jī)制尚不清楚。為了研究SelK硒代半胱氨酸的參入機(jī)制，首先用同位素參入實(shí)驗證實(shí)SelK

3、硒代半胱氨酸的參入需要SelKmRNA的3’UTR。隨后，克隆SECIS結(jié)合蛋白SBP2的全長cDNA，并利用原核表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)了SBP2C端從343位氨基酸至C末端具有硒代半胱氨酸活性的512個氨基酸，利用RNA凝膠電泳遷移實(shí)驗證實(shí)了SBP2能和定位在SelK3’UTR的SECIS元件相互作用，表明SelK硒代半胱氨酸的參入機(jī)制符合已建立的硒代半胱氨酸參入模型。 為了探尋SelK的功能信息，首先應(yīng)用Northern雜交技術(shù)分析

4、了SelKmRNA的組織表達(dá)譜，結(jié)果顯示SelK在心臟、骨骼肌、胎盤、胰腺、肝臟有分布，尤其在心臟和骨骼肌高表達(dá)，在所檢測的腫瘤細(xì)胞系中都有比較高的表達(dá)。 蛋白的亞細(xì)胞定位對研究基因功能具有重要的提示作用，用共聚焦顯微鏡技術(shù)研究表明SelK是一個線粒體蛋白。線粒體是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧物質(zhì)(ROS)的主要細(xì)胞器，我們利用還原性染料檢測了SelK的抗氧化性，發(fā)現(xiàn)SelK能降低細(xì)胞內(nèi)的ROS水平，能保護(hù)細(xì)胞免受H2O2引起的氧化損傷。