Peroxiredoxin4研究概况【文献综述】.docVIP

毕业论文文献综述 生物工程 Peroxiredoxin4研究概况 摘要：Peroxiredoxin 4是新近发现的抗氧化酶家族成员中的一个亚类，具有独特的催化特性和可逆性过氧化循环，广泛存在于各种生物体内。近年来Peroxiredoxin 4研究发展迅速，Peroxiredoxin 4的抗氧化性以及Peroxiredoxin 4在不同生物组织中的分布广泛性决定了它在动植物以及微生物体内有重要而特殊的生物学功能。它们在科学的多个领域中均有重要应用价值，在不同的生物组织中作用机制各不相同。Peroxiredoxin 4在细胞内主要起抗氧化和调节过氧化氢介导的信号转导作用；参与细胞的增殖与分化；增强NK细胞的活性；保护自由基敏感蛋白；参与血红素的代谢还参与细胞周期进程以及发挥分子伴侣作用。在生物养殖、生物工程、生物制药、生理活动调控、疾病防治、研究寄生性原虫疫苗等方面展示出广阔的应用前景。 关键词：peroxiredoxin 4；生物学功能；作用机制和肿瘤；应用前景； Peroxiredoxins（Prxs）家族概述 Prxs首先是从酵母中的25kD蛋白质鉴定出来的，最初被命名为巯基特异性抗氧化酶，这种特殊的过氧化物酶引起了很多研究者的兴趣，大量的亚型和特性相继在哺乳动物细胞中发现，接着在各种生物体内都发现了他们的踪迹。目前，已发现的Peroxiredoxin蛋白在SWISS—PROT数据库中总共有78个相关记录。动物的Peroxiredoxin家族包括6个成员，Prx Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 、Ⅴ和Ⅵ。6个成员的同源性比较结果表明：Prx I～Ⅳ 的同源性相对较高；PrxV与其它成员的同源性约为10％左右，没有显著的相似性；而PrxVI与另外4个成员的同源性相对较低，约为40％ 左右。研究表明：高等真核生物的同源基因在低等真核生物中仍具有功能，这显示该家族基因在进化上的保守性[1][2]。Prxs可以分为3个亚类：①2—Cys Prxs(PrxⅠ～Ⅳ)：其氨基末端和羧基末端分别有一个高度保守半胱氨酸残基Cys且需要这两个残基共同参与氧化还原反应，其中一个氧化态的和一个还原态的半胱氨酸形成分子间二硫键，构成同型二聚体；②不典型2—Cys Prx（PrxⅤ)：也包含两个氨基残基，位于同一肽中，氧化态和还原态的半胱氨酸构成单体；③1一Cys Prx(Ⅵ)：只在氨基末端含一个保守半胱氨酸残基且只需要这一个半胱氨酸发挥氧化还原作用[3] [4]。 分布 Prx Ⅰ和PrxⅡ位于细胞质中；PrxⅢ表达线粒体定位序列而特异的位于线粒体；PrxⅣ分布于内质网，因其氨基末端有分泌蛋白信号序列，合成后常分泌到细胞外；PrxⅤ和和PrxⅥ位于细胞质中[5-7]。 Peroxiredoxins生物学功能 通过硫氧还蛋白还原过氧化物或超氧化物，在消除代谢产生的过氧化物中具有重要作用。然而对该家族基因的生物学功能研究显示其还具有其他的活性：参与细胞的增殖与分化；增强NK细胞的活性；保护自由基敏感蛋白；参与血红素的代谢；通过调节细胞内过氧化氢的浓度参与细胞因子信号的级联放大等，还参与细胞周期进程以及发挥分子伴侣作用。 3.1 抗氧化与自由基清除功能 该家族蛋白均具有将过氧化氢还原为水的能力。其中2-Cys Prx以硫氧还蛋白为电子受体，而1-Cys Prx的电子受体还不明确。在氧应急条件下，该家族基因的表达被上调，以清除细胞内多余的活性氧分子。 3.2 细胞增殖与分化 家族的某些成员具有刺激细胞增殖的功能。PrxⅠ蛋白也被称为增殖相关蛋白，(proli~rmion．associated protein，PAG)，与细胞增殖和分化密切相关。在原代培养的人乳腺上皮细胞系中，血清刺激能诱导PAG的表达升高，且Ras转化后的细胞对血清刺激的反应更明显。而在HL-60细胞诱导分化时，细胞增殖停止，该基因的表达降低。此外，Prx Ⅰ蛋白也被称为造骨细胞特异因子(osteoblast specific factor，OSF-3)，是从造骨细胞系MC3T3-E1中克隆，能促进骨细胞的增殖。研究证实，其反义RNA能抑制MEL细胞的分化，这提示该基因产物与细胞增殖和分化相关。 3.3 参与细胞信号传导 有证据表明，过氧化氢是细胞内的一种信号分子，其浓度在真核细胞中受到严格控制。过高的过氧化氢会损害细胞功能，甚至导致细胞死亡。作为细胞内信号分子，它可以与信号通路中蛋白质的巯基反应，使之活化或失活。其中，Peroxiredoxin家族蛋白可能具有重要作用。另外，在一些细胞因子的信号转导中，过氧化氢具有重要的作用。 3.4 2—Cys peroxiredoxins的分子伴侣功能 不仅作为过氧化物酶清除过氧化氢起抗氧化作用，且在氧化应激下发生过氧化引起结构改变起分子伴侣作用。Jang[8]等研