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苯并芘结构特异性内切酶FEN1突变体和癌症发病机制流程

收藏本文 2024-04-03 点赞:35380 浏览:159556 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:1.程序性的翻译后修饰调控FEN1降解及基因组稳定性作为结构特异性内切和外切核酸酶,分叉DNA单链内切酶1(FEN1)在多种代谢途径中起维持稳定基因组的关键作用,包括DNA复制、修复和凋亡DN段化。在细胞周期各个阶段,核酸酶持久性的有着,被认为对细胞周期和基因组稳定性有着不利的影响。而对FEN1翻译后修饰(PTM)历程进行探讨发现,FEN1核酸酶的降解是有细胞周期依赖性的,并由精确且有顺序性PTM步骤所调控的。通过探讨发现,磷酸化FEN1在S末期以DNA复制复合物上脱落下来,作为FEN1的降解起始步骤。磷酸化对于小泛素化是一种信号,而随后小泛素化诱导FEN1泛素化,并在蛋白酶体介导下降解。对程序性PTM中的相关几个位点进行突变,会导致细胞中的FEN1不易降解、Cycpn B表达稳定且显著延迟细胞周期的G1与G2/M期,另外还会造成染色体异常分离。FEN1降解历程的探讨阐明了一种细胞中调控核酸活性平衡性的新机制。2. FEN1E160D突变小鼠在苯并芘诱导下有高发性的肺癌FEN1属于Rad2核酸家族中的一个成员,拥有5’分叉内切酶(FEN),5’外切酶(EXO)和切口依赖的核酸内切酶(GEN)等3种结构特异的核酸酶活性,由此它能加工多种DNA复制及修复途径中产生的中间产物。以前的探讨发现,在多数癌症患者中的一组FEN1突变与单核苷酸多态性中,FEN1突变体的EXO与GEN活性均有不同程度的削弱和损失。本探讨历程中,已经建立的携带有FEN1E160D突变的小鼠模型,它能作为人类中该突变所代表的模型进行探讨。实验结果显示,当FEN1突变小鼠暴露在有碱基损伤的化学试剂下,它们会发生肺癌。我们提出的疑问是,如果具有该突变的人类个体,是否对来自烟草的烟雾更为敏感,是否会在个体成长发育的早期形成肺部肿瘤或肺癌。为解决这个疑问,本探讨用苯并芘(B[α]P)处理E160D突变小鼠。B[α]P是一种来自烟草燃烧后产生的化合物,也是烟雾中最主要的DNA损伤剂。实验证明了FEN1利用GEN活性剪切泡状底物,该底物模拟了NER历程中产生的DNA中间产物。E160D突变小鼠的细胞,由于缺失了GEN活性,由此在修复B[α]P作用DNA后形成的加合物的历程中,有着着一定程度的缺陷。实验结果观察到,在长时间暴露于B[α]P后,E160D突变的MEF细胞累积了许多DNA链断裂,染色体断裂,且染色体数目也出现异常。此外,当幼鼠被注射B[α]P后,在发育早期发现E160D比野生型有更高的肺腺癌发病率。探讨结果说明,携带有GEN活性缺失的FENl突变体E160D,在B[α]P诱导下将会使个体更易发生早期的肺部肿瘤,进而导致肺癌发生的高风险性。关键词:分叉DNA单链分枝核酸内切酶(FEN1)论文苯并芘(B[α]P)论文肺癌论文双链断裂论文翻译后修饰(PTM)论文

    摘要8-9

    Abstract9-10

    第1章 绪论10-36

    1.1 结构特异性内切酶110-12

    1.2 FEN1探讨进展12-30

    1.2.1 FEN1蛋白与DNA底物结合的晶体结构模型12-15

    1.2.1.1 FEN1与3’分枝的结合12-13

    1.2.1.2 FEN1与5’分枝的结合13-15

    1.2.2 FEN1的基本特点与突变体探讨15-16

    1.2.3 FEN1的蛋白互作与功能16-19

    1.2.4 FEN1与PCNA相互作用的探讨19-20

    1.2.5 FEN1的体内调节机制20-23

    1.2.5.1 FEN1的亚细胞定位20-21

    1.2.5.2 FEN1的翻译后修饰21-23

    1.2.6 FEN1生化功能的探讨进展23-29

    1.2.6.1 FEN1与冈崎片段成熟途径23-24

    1.2.6.2 FEN1与碱基切除修复途径24-25

    1.2.6.3 FEN1与核苷酸切除修复途径25-26

    1.2.6.4 FEN1参与其它DNA代谢的途径26-29

    1.2.7 E160D FEN1突变体的探讨29-30

    1.3 肺癌30-32

    1.4 苯并芘32-34

    本论文的论述依据和探讨作用34-36

    第2章 细胞周期进程中程序性的翻译后修饰调控FEN1的降解36-59

    引言36-37

    2.1 实验材料和策略37-41

    2.1.1 抗体、蛋白质、质粒和细胞株等材料37

    2.1.2 细胞培养和周期同步化37-38

    2.1.3 FEN1体外的磷酸化和放射性~(32)P的标记38

    2.1.4 体外SUMO化的反应38-39

    2.1.5 体外的泛素化反应39

    2.1.6 FEN1在G2/M期细胞裂解物中的降解实验39-40

    2.1.7 免疫耗竭(Immuno-depletion)实验40

    2.1.8 质谱与数据浅析40

    2.1.9 染色体计数40-41

    2.2 实验结果41-54

    2.2.1 在G2/M期通过泛素-蛋白酶体途径降解FEN141-43

    2.2.2 SUMO3修饰能介导FEN1的降解43-45

    2.2.3 FEN1的SUMO3修饰依赖于FEN1的磷酸化45-47

    2.2.4 UBE1/UBE2M/PRP19复合体使FEN1泛素化47-50

    2.2.5 SUMO3修饰刺激FEN1的泛素化50-52

    2.2.6 程序性PTM调节S-G2/M后期阶段FEN1的降解52

    2.2.7 FEN1降解的缺陷将导致细胞周期的延迟及基因组不稳定52-54

    2.3 本章小结54-59

    第3章 FEN1-E160D突变小鼠在苯并芘诱导下的肺癌高风险性的探讨59-75

    引言59-60

    3.1 实验材料和策略60-66

    3.1.1 材料和设备60

    3.1.2 小鼠胚胎成纤维(MEF)细胞的富集60-61

    3.1.3 MEF细胞的消化和传代61

    3.1.4 MEF细胞的冻存61-62

    3.1.5 MEF细胞的解冻和复苏62

    3.1.6 细胞处理62-63

    3.1.7 细胞计数63

    3.1.8 免疫荧光显微检测63

    3.1.9 免疫印迹(Western-blotting)63-64

    3.1.10 染色体涂片64

    3.1.11 制备BPDE损伤的DNA及体外B[α]P损伤DNA的修复实验64-65

    3.1.12 制备检测GEN活性的泡状底物65-66

    3.2 实验结果66-72

    3.2.1 E160D细胞对BPDE损伤的DNA修复能力有所削弱66-67

    3.2.2 E160D突变造成FEN1对DNA泡状底物剪切能力降低67-69

    3.2.3 B[α]P处理的E160D突变体中出现较高频率的DSBs69-70

    3.2.4 E160D细胞在B[α]P诱导下出现更多的染色体畸变70-71

    3.2.5 E160D比WT小鼠在B[α]P诱导下有更大的肺部肿瘤发病率71-72

    3.3 本章小结72-75

    第4章 FEN1点突变体表达载体的构建75-81

    引言75-76

    4.1 实验材料与策略76-78

    4.1.1 构建材料76

    4.1.2 点突变引物设计76-77

    4.1.3 点突变PCR及产物转化77

    4.1.4 点突变的鉴定77-78

    4.2 实验结果78

    4.2.1 点突变引物设计78

    4.2.2 点突变鉴定78

    4.3 讨论78-81

    总结与展望81-87

    FEN1突变体探讨结论81-83

    B[α]P与肺癌的相关探讨83-84

    展望84-87

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