收藏本站
收藏 | 论文排版

大脑突触体蛋白质差异表达和相互作用分析

谢纯良  
【摘要】:哺乳动物大脑是信息处理中心以及各种生理活动和行为的控制中心。突触是大脑神经元之间发生功能联系的部位,许多与突触功能有关的生理生化过程如神经递质释放与激活、神经递质受体的调节以及信号传导级联放大等都是由突触中构成复杂网络的突触蛋白相互协调完成的。因此,深入开展突触蛋白及其相互作用和突触蛋白在不同生理病理条件下的差异表达研究将有助于进一步了解突触的结构与功能。本论文研究主要利用蛋白质组学及相关技术研究哺乳动物大脑突触中与突触传递有关的蛋白质相互作用和突触蛋白在终末糖基化产物累积过程中的差异表达,以发现和鉴定新的与特定受体和离子通道相互作用的蛋白,从而加深对突触传递分子机制的了解。 已有证据表明,给C57 BL/6小鼠注射高剂量的半乳糖会导致终末糖基化产物(AGEs)的累积,从而引发糖尿病以及糖尿病并发症。如,糖尿病神经病变是糖尿病并发症中的一种,该疾病能使病人的学习能力和记忆能力减弱。学习和记忆能力减弱的根源在于突触蛋白以及蛋白质复合物的表达发生了改变。为了探讨AGEs诱导的突触蛋白的差异表达,我们给C57 BL/6小鼠注射高剂量的半乳糖后采用blue native/SDS-PAGE结合iTRAQ标记技术分析了小鼠大脑皮质中差异表达的突触蛋白。发现84个蛋白质的表达水平在AGEs累积过程中发生了变化。这些差异表达的蛋白质主要涉及神经递质释放、能量代谢以及信号传导等过程,说明在AGEs累积过程中,能量代谢和神经信号传递过程被削弱。阐明AGEs累积导致的差异表达蛋白有助于我们了解糖尿病神经病变中学习和记忆能力减弱的分子机制并为治疗这些疾病提供参考。 突触结合蛋白Ⅰ是突触囊泡膜上一种与Ca2+调控的胞吐作用有关的重要蛋白质,能感受钙内流并引发囊泡的融合和神经递质的释放。尽管有很多关于这个蛋白质的研究,但目前对于突触结合蛋白Ⅰ在突触传递过程中的具体功能和作用机制仍不很清楚。突触结合蛋白Ⅰ分子中特异蛋白质互作结构域的存在使人们推测它们可能与多种涉及突触传递的蛋白质结合,从而发挥调节作用。本研究在鉴定能与突触结合蛋白Ⅰ结合的可能的新蛋白时,通过blue native PAGE发现了一个新的能与突触结合蛋白Ⅰ相互作用的低分子量GTP结合蛋白-Rab3A,然后利用大鼠突触质膜蛋白提取物用免疫共沉淀实验证实了Rab3A能以不依赖于Ca2+的方式与突触结合蛋白Ⅰ产生很强的相互作用。通过定点突变和GST pull down实验对突触结合蛋白Ⅰ中Rab3A的结合位点进行了分析,发现突触结合蛋白Ⅰ分子中C2B结构域的KKKK模体为Rab3A结合所必需;肌酸6磷酸能调节Rab3A与突触结合蛋白Ⅰ的结合。鉴于Rab3A能抑制神经递质的释放且与tSNAREs复合物(突触融合蛋白/SNAP-25)中的突触融合蛋白在突触结合蛋白Ⅰ中的结合位点相同,推测Rab3A可能与突触融合蛋白竞争性结合突触结合蛋白Ⅰ分子中的相同位点,通过影响突触结合蛋白Ⅰ与突触融合蛋白/SNAP-25复合物的相互作用而达到抑制膜融合和神经递质释放的目的。我们设计了一个体外实验验证这一推测。本部分研究证实,Rab3A是突触结合蛋白Ⅰ的一种新的相互作用蛋白,它们间的直接相互作用在突触传递的膜融合调节中起着十分重要的作用。研究结果加深了我们对突触传递调控机制的了解。 电压门控钾离子通道Kv1.4是突触前膜中一种重要的A型钾离子通道,此通道能调节中枢神经系统神经元的兴奋性。Kv1.4在膜上的表达、定位、通道动力学以及翻译后修饰等都受其相互作用蛋白的调控。尽管已有一些关于Kv1.4相互作用蛋白研究的报道,但仍有很多问题有待解决。本研究通过免疫共沉淀结合质谱等技术发现突触结合蛋白Ⅰ能与突触前膜的Kv1.4蛋白形成天然复合物,表明突触结合蛋白Ⅰ是Kv1.4的相互作用蛋白。用突触结合蛋白Ⅰ特异的抗体能使Kv1.4蛋白共沉淀进一步证明了这一结论。免疫组化实验表明,突触结合蛋白Ⅰ和Kv1.4蛋白在海马的CA3区具有共定位。此外,我们利用膜片钳技术发现突触结合蛋白Ⅰ能延缓HEK293T细胞中Kv1.4的失活,但不影响其激活动力学;突触结合蛋白Ⅰ与Kv1.4的结合依赖于Ca2+的存在。实验证明突触结合蛋白Ⅰ是Kv1.4内在的辅助亚基,它们之间的物理和功能互作可能在突触效率和神经元兴奋中起一定作用。上述研究结果给神经传递调节机制的阐明提供了新的线索。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨立明;张怀成;章伟;苏逊生;;小麦蛋白质组学研究进展[J];湖北农业科学;2009年09期
2 王涛,陆应麟;抑制消减杂交技术的原理及应用[J];国外医学.分子生物学分册;1998年06期
3 葛汝村,白增亮,李栋,李季,邓长江;大鼠骨髓基质细胞传代培养中相关基因的差异表达[J];滨州医学院学报;2004年03期
4 王玉霞;周金林;周勇志;龚海燕;向飞宇;程天印;刘毅;;亚洲璃眼蜱差异表达新基因P18的克隆和鉴定[J];中国预防兽医学报;2006年04期
5 李星;李亚宁;杨文香;刘大群;;基因表达系列分析技术及其在植物抗病性研究中的应用[J];农业生物技术学报;2006年05期
6 朱桂玉;冯书堂;李吉涛;牟玉莲;潘登科;郭丙冉;;猪卵丘卵母细胞复合体和裸卵的卵母细胞发育及基因表达差异的研究[J];广西农业生物科学;2006年S1期
7 沈笑天;张明;刘国顺;介晓磊;张朝辉;邱立友;徐传快;李鹏;;施芝麻饼肥对烟草叶片基因差异表达的影响[J];生态学报;2009年08期
8 李丽莉;朱力;温博海;王恒樑;陈梅玲;;贝氏柯克斯体抑制单核细胞的杀菌活性[J];中国人兽共患病学报;2010年05期
9 王军平!400038重庆,胡川闽!400038重庆,粟永萍!400038重庆,程天民!400038重庆;用mRNA差异显示法进行小鼠肠上皮细胞辐射损伤相关基因的克隆[J];中华放射医学与防护杂志;1999年06期
10 李同祥,王进科;基因芯片与植物基因差异表达分析[J];植物研究;2002年03期
11 何颖,乐军,胡昌华,王洪海,谢建平,唐翠,魏秀莉,刘雪梅,宋洁;猫爪草提取物对临床分离结核分枝杆菌蛋白质组表达的影响[J];微生物学报;2005年06期
12 陶丽红;姚利晓;傅志强;冯新港;刘金明;石耀军;苑纯秀;蔡幼民;林矫矫;;日本血吸虫信号转导蛋白Sjwnt-4基因的克隆、表达及功能分析[J];生物工程学报;2007年03期
13 雷欢;田蕴;郑天凌;;鞘氨醇单胞菌降解多环芳烃菲过程中菌体全蛋白提取方法的优化及其蛋白的差异表达[J];高技术通讯;2010年12期
14 刘迪,曹秀云,兰进好;分离差异mRNA技术及其应用[J];河北农业科学;2005年01期
15 杨菲菲;;基因差异表达的研究方法[J];现代农业科技;2007年17期
16 吴华玲;于波;段翠芳;曾日中;;差异显示技术在橡胶树分子生物学研究中的应用[J];植物生理学通讯;2009年09期
17 宋春花;段广才;张卫东;郗园林;;蛋白质双向电泳技术分析志贺菌诱导耐多药相关蛋白[J];河南医学研究;2010年01期
18 薛振伟;周小林;崔梅萍;杨甲桥;;~(60)Coγ射线诱导BEP2D细胞蛋白质表达的改变[J];辐射防护通讯;2010年04期
19 王小利;吴佳海;刘晓霞;舒健虹;王舒颖;;高羊茅春化基因FaVRN1亚细胞定位与差异表达分析[J];基因组学与应用生物学;2011年02期
20 许橙;薛文志;赵茂鑫;陈信;刘颖;于汪洋;许艳丽;马腾壑;高妍;张嘉保;袁宝;;miRNA-181b在牛腺垂体中的表达规律及其调控作用研究[J];安徽农业科学;2011年20期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡建达;陈晓梨;陈鑫基;祝亮方;杨月玲;陈元仲;吕联煌;;抑制性消减杂交法研究初治和复发急性淋巴细胞白血病基因的差异表达[A];第九届全国实验血液学会议论文摘要汇编[C];2003年
2 霍然;朱叶飞;马翔;林敏;周作民;沙家豪;;GRP78在精子发生过程中的差异表达及其可能的作用:抵抗生精细胞凋亡[A];第九次全国生殖生物学学术研讨会论文摘要集[C];2003年
3 王家丰;;高温胁迫下甘蓝型油菜发育种子相关基因的差异表达研究[A];中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编(2004-2008)[C];2008年
4 张忱;肖波;;大鼠癫痫持续状态后海马miRNA[A];中华医学会第十三次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2010年
5 于磊;邹飞;罗炳德;王斌;;应用抑制性消减杂交技术研究兔外周血单核细胞热适应相关基因的差异表达[A];中国生理学会第六届应用生理学委员会全国学术会议论文摘要汇编[C];2003年
6 朱芷葳;张赟;姜俊兵;范瑞文;贺俊平;董常生;;MicroRNAs在羊驼不同被毛颜色皮肤组织中的表达[A];中国畜牧兽医学会动物解剖学及组织胚胎学分会第十五次学术研讨会论文集[C];2008年
7 钱丽丽;贾青;;山羊卵巢组织繁殖力相关基因的差异表达研究初报[A];中国动物遗传育种研究进展——第十五次全国动物遗传育种学术讨论会论文集[C];2009年
8 韩雪榕;朴丰源;;TOCP暴露鸡脊髓神经中Stathmin和MBP的差异表达[A];全国生化/工业与卫生毒理学学术会议论文集[C];2010年
9 吴茂森;田峰;齐放军;何晨阳;;水稻与白叶枯病菌互作中差异表达新基因的识别[A];中国植物病理学会2005年学术年会暨植物病理学报创刊50周年纪念会论文集[C];2005年
10 张敏;宁长申;张龙现;菅复春;;mRNA差异显示PCR技术及其在兽医方面的应用[A];中国畜牧兽医学会家畜寄生虫学分会第九次学术研讨会论文摘要集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢纯良;大脑突触体蛋白质差异表达和相互作用分析[D];湖南师范大学;2011年
2 杨佳;羽衣甘蓝ARC1相互作用蛋白及授粉过程中差异表达蛋白的研究[D];东北林业大学;2012年
3 黄萌;黑素皮质素受体4(MC4R)基因沉默后牛成纤维细胞中能量代谢相关基因的差异表达[D];西北农林科技大学;2011年
4 李利红;二氧化硫胁迫下拟南芥防御基因的差异表达及表观遗传调控机制研究[D];山西大学;2012年
5 程彦伟;盐胁迫诱导水稻根尖细胞质膜蛋白差异表达及LRR型受体蛋白激酶的功能研究[D];南京农业大学;2008年
6 赵国庆;糠秕马拉色菌菌丝态和酵母态基因表达差异的研究[D];四川大学;2007年
7 陈香宇;新的肝细胞癌相关候选基因IDD01的克隆和鉴定[D];郑州大学;2004年
8 柏亚铎;犬瘟热病毒、犬冠状病毒入侵宿主细胞机制研究[D];中国农业大学;2005年
9 吴碧华;实验性脑出血炎症损伤机制及其干预研究[D];重庆医科大学;2004年
10 张怀;人Hepcidin融合表达载体的构建、在大肠杆菌中的表达及制备研究[D];北京化工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王少伟;不同萝卜抗源抗黑腐病相关基因差异表达比较研究[D];中国农业科学院;2011年
2 李曼;HCV NS3质粒转染的肝细胞中差异表达酪氨酸磷酸化蛋白的筛选[D];中南大学;2011年
3 刘卡;小麦杂交种与亲本之间差异表达EST的克隆和鉴定[D];中国农业大学;2004年
4 陈喆;幽门螺杆菌尿素酶B亚单位和细胞空泡毒素基因的克隆,表达和其融合蛋白免疫反应性的研究[D];浙江大学;2002年
5 陈小颖;ω-芋螺毒素M ⅦA的表达与纯化[D];浙江大学;2004年
6 韩雪松;应用m_2 AchR-Gilα融合蛋白鉴别m_2 AchR的特异性配体[D];中国医科大学;2004年
7 万一;人TNF-α自体疫苗的研究[D];第四军医大学;2004年
8 徐忠林;共表达NDV F 基因与H9亚型AIV HA基因的重组鸡痘病毒及其免疫效力[D];扬州大学;2005年
9 王刚;志贺毒素B亚单位与柯萨奇病毒B组3型VP1融合DNA疫苗的构建及其免疫效果的观察[D];河北医科大学;2005年
10 周红辉;子宫内膜异位症相关差异基因的筛选及鉴定[D];中国人民解放军军医进修学院;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 朱敏丽 通讯员 潘越;中国医药城首批融合蛋白试剂出口[N];泰州日报;2010年
2 吴红梅;我省首批融合蛋白试剂出口美国[N];新华日报;2010年
3 金陵;融合蛋白试剂首次出口美国[N];中国医药报;2010年
4 记者 张晔 通讯员 刘宁春;一种有效治疗冠心病的融合蛋白发现[N];科技日报;2009年
5 通讯员 沈季 记者 张兆军;抗肿瘤融合蛋白进入临床试验[N];科技日报;2005年
6 记者 魏巍 通讯员 沈季;吉大一抗肿瘤新药进入临床试验阶段[N];长春日报;2005年
7 冯卫东;抑制蛋白相互作用可成为治癌新方法[N];科技日报;2009年
8 ;吉大抗肿瘤生物工程新药进入临床试验[N];中国高新技术产业导报;2005年
9 记者  齐芳 通讯员  李雪;我国太空实验表明空间环境可能对细胞抗体产生影响[N];光明日报;2006年
10 董丹 刘昱辉 吴元华;基因工程生产降钙素研究方兴未艾[N];中国医药报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978