酵母双杂交筛选BACE1相互作用蛋白

酵母双杂交筛选BACE1相互作用蛋白

论文摘要

淀粉样蛋白(β-amyloid, Aβ)沉淀是阿尔茨海默症(Alzheimer disease,AD)的重要病理特征之一。Aβ是由淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein ,APP)经β-分泌酶(β-site APP-cleaving enzyme ,BACE)和γ-分泌酶水解产生的。BACE被认为是Aβ形成的关键酶,近年来已经成为阿尔茨海默症研究及治疗的热点之一。但是人们对其在细胞内具体的转运过程,生理活性的调节机制以及正常生理功能还缺乏全面的了解。为了进一步研究BACE1的生理功能及其作用机制,我们以BACE1胞内段构建诱饵蛋白,用酵母双杂交方法筛选与之相互作用的蛋白。我们用BACE1-C473-501作为诱饵蛋白筛选人胎脑文库后,得到62个阳性克隆。经测序和序列比对后,我们得到了三个蛋白:分别为CUTA(cutA divalent cation tolerance,CUTA)、VPS25(vacuolar protein sorting 25)和CKB(brain-type creatine kinase)。β-半乳糖苷酶活性测定说明这三个蛋白在酵母AH109中可以与BACE1发生相互作用。我们构建了可以在哺乳动物细胞中表达这三个蛋白的载体。免疫共沉淀实验证明外源性的CUTA和BACE1蛋白能够在HEK293T细胞中发生相互作用,而且CUTA能够与内源性的BACE1进行特异性结合。但是,利用相同的试验方法无法检测到VPS25、CKB与BACE1的相互作用。进一步的研究表明,在N2a/APP695细胞中CUTA的过度表达虽然不会引起BACE1蛋白水平的变化,但能增加APP蛋白水平。我们的研究发现了一个新的与BACE1相互作用蛋白CUTA。在HEK293T细胞和N2a细胞中进行的实验证明CUTA和BACE1能够发生相互作用,并且CUTA的过度表达能够上调APP蛋白水平。这些研究说明CUTA可能参与了BACE1酶活性的调节,或者提高了APP蛋白的表达。对于CUTA的进一步研究,不仅有助于揭示CUTA在哺乳动物中的生物学功能,还有可能为BACE1生理功能的调节机制研究和AD的治疗开辟一条新的途径。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  • 一 阿尔茨海默症
  • 1 阿尔茨海默症概述
  • 2 阿尔茨海默症病理特征
  • 二 AD 的发病机制
  • 1 淀粉样蛋白级联假说
  • 2 离子通道假说
  • 3 自由氧基损伤假说
  • 三 BACE 的研究进展
  • 1 β-分泌酶的发现
  • 2 BACE1 的结构特征
  • 3 BACE1 的转录调控
  • 4 BACE1 的生物学功能
  • 四 酵母双杂交方法简介
  • 1 酵母双杂交技术的基本原理
  • 2 酵母双杂交系统的应用
  • 3 MATCHMAKER GAL4 TWO-Hybrid System3
  • 五 本论文研究的内容和意义
  • 第二章 材料和方法
  • 一 材料
  • 1 实验材料
  • 2 实验仪器
  • 二 试验方法
  • 第三章 结果与分析
  • 一 酵母双杂交
  • 1 诱饵质粒的构建
  • 2 诱饵质粒的表达
  • 3 筛选人胎脑cDNA文库并验证阳性克隆
  • 4 排除重复及假阳性克隆
  • 5 测序和序列比对
  • 6 β-半乳糖苷酶活性测试
  • 二 全长基因表达载体的构建
  • 1 文库质粒基因表达载体
  • 2 BACE1基因表达载体
  • 三 蛋白间的相互作用在哺乳动物细胞中的验证
  • 1 全长基因表达载体在哺乳动物细胞中的表达
  • 2 HEK293T细胞中蛋白间相互作用的验证
  • 3 N2a细胞中CUTA和内源性BACE1存在相互作用
  • 4 CUTA的过度表达能够增加细胞内APP水平
  • 第四章 讨论
  • 一 酵母双杂交的局限性
  • 二 BACE1胞内端短肽的作用
  • 三 VP525、CKB 与 BACE1 的相互作用
  • 四 CUTA 与 BACE1 的相互作用
  • 第五章 结论和展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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