硫氧还蛋白还原酶(TR)检测

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硫氧还蛋白_Trx_的研究进展

硫氧还蛋白_Trx_的研究进展

分子植物育种,2006年,第4卷,第6(S)期,第78-82页MolecularPlantBreeding,2006,Vol.4,No.6(S),78-82专题介绍Review硫氧还蛋白(Trx)的研究进展郑琼马旭俊杨传平*教育部林木遗传育种与生物技术重点实验室,东北林业大学林木遗传育种省级重点实验室,东北林业大学林学院,哈尔滨,150040*通讯作者,yangcp@nefu.edu.cn摘要硫氧还蛋白Thioredoxin(Trx)是一类高度保守的低分子量蛋白质。

Trx广泛分布于植物、细菌、酵母和动物中。

根据氨基酸序列的不同,Trx分为家族Ⅰ和家族Ⅱ2个家族。

根据最初结构的不同,Trx家族Ⅰ又被分为6大类型:h,f,m,o,x和y。

不同类型的Trx在不同生物以及细胞内的不同区域分布不同。

硫氧还蛋白具有多种生物学功能,对维持体内稳定的氧化还原状态具有重要的作用。

Trx具有调节细胞生长、抑制凋亡、调节基因转录等功能。

Trx还与植物抗逆性相关,如参与植物抗旱、耐热和抗氧化胁迫过程,调节抗逆基因的表达。

因此,我们可以将硫氧还蛋白基因通过转基因技术导入植物体中,在植物遗传性状改良等方面具有广泛的应用前景。

本文综述了硫氧还蛋白的类型、组织分布、生物学功能以及与植物抗逆性的关系。

关键词硫氧还蛋白(Trx),氧化还原,抗逆性FunctionalRolesofThioredoxin(Trx)ZhengQiongMaXujunYangChuanping*LaboratoryofForestryGeneticsandBreedingandBio-technology,KeyLaboratoryofMinistryofEducation,TheProvincialKeyLabofForestryGe-neticsandBreeding,CollegeofForestry,NortheastForestryUniversity,Harbin,150040*Correspondingauthor,yangcp@nefu.edu.cnAbstractThioredoxin(Trx)isasmallandconservativeprotein.Trxisubiquitouslyfoundinplants,bacteria,yeastsandanimals.Accordingtotheaminoacidsequences,TrxisdividedintofamilyⅠandfamilyⅡ.Accordingtothedifferenceoftheinitialstructure,TrxfamilyⅠisclassifiedinto6groups:h,f,m,o,xandy.DifferentgroupsofTrxexistindifferentorganismsanddifferentapartmentsofacell.Trxhasvariousbiologicalfunctionsinkeepingstableredoxstatusofcells.Trxplayscrucialrolesinregulatingcellgrowth,apoptosisandgenetranscrip-tion.Itisalsoinvolvedinplantstresstoleranceandregulatetheexpressionofstressrelatedgenes.Thestressesin-cludedrought,heatandotherreactiveoxygenstresses.SoweexpectTrxgenecanbefurtherusedinplanttraitmodificationbytransferringthisgeneintoplants.Thispaperreviewedthetype,distributionandbiologicalfunc-tionsofTrxanditsrelationshipwithplantstresstolerance.KeywordsThioredoxin(Trx),Redox,Stresstolerance硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)是一类分布广泛的低分子量的蛋白质,它们在进化上相当保守,有一个二硫化物活性中心Trp-Cys-Gly-Pro-Cys(CGPC),CGPC中的2个Cys分别为Cys32和Cys35,人和其它哺乳动物Trx还含有另外3个Cys残基,即Cys62、Cys69和Cys73,这些Cys残基能可逆地催化许多氧化还原反应,赋予Trx独特的生物学特性。

TR肿瘤风险预警报告解读

TR肿瘤风险预警报告解读

如何解读血浆TR活性检测报告(2014版)一、硫氧还蛋白还原酶(TR)主要功能:参与生物体内大部分二硫键还原反应;参与机体氧化还原调节和抗氧化作用;参与细胞增殖调节;参与细胞信号转导。

因此,TR活性一过性或短期内升高表明体内出现了氧化应激反应;TR活性持续性明显升高提示体内存在异常活跃的组织细胞增生。

二、TR系统在肿瘤早期发生中的调节作用:是肿瘤发生、生长的上游调控酶;促进肿瘤细胞过度增殖;参与细胞凋亡逃逸机制;阻滞肿瘤细胞程序性死亡;与肿瘤血管生长密切相关。

因此,TR在肿瘤的早期发生中起着重要作用。

临床实验效果表明,TR活性检测的特异性、敏感性、广谱性都高于现有的肿瘤标志物。

TR活性检测既能对肿瘤早期发生进行预警提示,又能用于早期肿瘤的辅助诊断、各种肿瘤治疗方法疗效评价及肿瘤复发、转移的评估。

TR检测指标解读TR参考值及临床意义TR活性检测属于肿瘤早期预警监测技术,非确诊技术。

及时预警提示自身关注和及时调理。

一、非肿瘤客户:(一) 4<TR≤7 TR活性检测结果偏离正常阈值范围,为一般增生相关区域,提示机体内可能存在异常增生现象。

临床医生应结合其他检测指标、相关病史、症状体征进行综合分析,找出其可能存在的相关增生因素,进行干预措施,降低或阻断体内细胞的异常增生,实现可逆性转归,稳定健康指标。

常见临床疾病TR活性均值分析(二) 8<TR≤12 TR活性检测结果明显升高,为细胞异常增生风险较大相关区域,提示体内存在细胞异常增生明显活跃,如体内一些良性增生病灶。

临床医生应认真追问有关病史,详细分析体检各项指标,高度重视体检阳性指标或症状体征,必要时需进一步完善相关检查,如相关肿瘤标志物检查、影像学检查、胃肠道内镜检查,等等;并进行TR短时间内复查,指导临床制定出相关干预措施和进行必要相关病灶治疗,尽快逆转细胞异常增生活跃度,避免发生肿瘤细胞恶性增殖。

这一区域的TR表达为我们在肿瘤细胞学的早期发生过程中进行阻断提供了重要的依据。

硫氧还蛋白还原酶活性在肺癌患者化疗前后的变化

硫氧还蛋白还原酶活性在肺癌患者化疗前后的变化

硫氧还蛋白还原酶活性在肺癌患者化疗前后的变化彭传真;宋兆录;赵永利;李贵新;冷宁;李方超;李碧蓉【摘要】目的:探讨肺癌病人的血浆硫氧还蛋白还原酶( TR)活性及化疗前后的变化。

方法收集2012年10月至2013年1月本院49例肺癌病人化疗前后的血浆和同期49例健康查体人员的血浆,进行硫氧还蛋白还原酶活性检测。

结果49例肺癌病人化疗前血浆TR活性值为4.34±6.52 U/mL,化疗后为3.93±6.30 U/mL,健康查体人员为-5.61±7.39 U/mL,数据均采用LOG(X+4IQR)转换,并经t检验,结果显示,化疗前、后TR活性与健康查体组(对照组)相比较,P均<0.05。

化疗前、后TR活性的变化,有统计学差异。

结论肺癌病人的TR活性高;肺癌病人化疗前后血浆TR活性随疾病好转有降低。

%Objective To investigate the activity of thioredoxin reductase ( TR ) in lung cancer patients and the change before and after chemotherapy. Methods 49 patients with lung cancer were enrolled in the study,49 healthy sub ̄jects served as control.The activity of TR in plasma was assayed. Results TR activity in the plasma of 49 patients with lung cancer before and aftrer chemotherapy is 4. 34 ± 6. 52U/mL, and 3. 93 ± 6. 30U/mL, respectively. While the healthy subjects is -5.61±7.39U/e LOG(X+4IQR) transform and by group t test,result showed the activity of TR between before chemotherapy and healthy group ( control group) ,and between after chemotherapy and healthy group were significant difference,( P<0. 05 ) . By paired t test, the change of the TR activity before and after chemotherapy was significant difference( P<0.05) . Conclusion Lung cancer patients have high TR activity,the plasma TRactivity decreased with the improvement of the disease in the lung cancer patients before and after chemotherapy.【期刊名称】《中南医学科学杂志》【年(卷),期】2016(044)004【总页数】3页(P425-427)【关键词】肺癌;硫氧还蛋白还原酶;化疗;活性【作者】彭传真;宋兆录;赵永利;李贵新;冷宁;李方超;李碧蓉【作者单位】青岛市胶州中心医院,山东青岛,266300;青岛市胶州中心医院,山东青岛,266300;青岛市胶州中心医院,山东青岛,266300;青岛市胶州中心医院,山东青岛,266300;青岛市胶州中心医院,山东青岛,266300;青岛市胶州中心医院,山东青岛,266300;邵阳医学高等专科学校生理教研室【正文语种】中文【中图分类】R734.2在恶性肿瘤中,肺癌的发病率及死亡率居首位[1]。

硫氧还蛋白还原酶在结直肠癌中的表达

硫氧还蛋白还原酶在结直肠癌中的表达
c y r e v e r s e s t u mo r p h e n o t y p e a n d t u mo r i g e n i c i t y o f l u n g c a r c i n o ma c e l l s
恶性肿 瘤 组 、 健康 组 T R活性均值 分别为 ( 4 . 7 8±5 . 0 0 ) U / mL , ( 0 . 9 2±1 . 4 7 ) U / m L, 两组 T R活 性 水 平差
医学院学报
2 0 1 4每
3 6
6 9
断、 疗效评价及复发监测提供新的标志物。
‘ 。
族成 员 。研究 表 明 , T R在 恶性 肿 瘤 患 者 中明显 升 高 , 且与肿瘤 的恶性程度, 生长, 侵 袭 及 耐 药 密 切 相 关 - 3 ] 。L i n c o l n等 采 用免 疫细胞 化 学法 测定 T R在 结 肠直 肠癌 等多 种恶 性 肿 瘤 中 的定 位 与 表达 , 结 果 表 明, T R在 侵袭 力强 的肿 瘤 中表 达 过 度 。 由此 可 见 , T R
的健康体检人群 3 0 例, 其中男 1 8 例, 女1 2 例, 年龄 3 0

7 2岁 , 平均 5 5岁 。
1 . 2 检测方法
取清晨空腹静脉血 3 m l , 离心分离 出
血浆 , C E A使 用 罗 氏 c o b a s e 6 0 1电化学 发光仪 , 试 剂为
罗 氏公司配套产品 ; C A 1 9 - 9 , C A 7 2 - 4使用酶联免疫分 析法, 检测仪器为深圳雷杜公司的 T R - 6 0 0 0酶标仪 , 试
剂 为瑞典 康乃 格 公 司生 产 ; T R使 用 酶联 免 疫 分 析 法 ,

胸部CT联合硫氧还蛋白还原酶检测对孤立性肺结节良恶性的诊断价值

胸部CT联合硫氧还蛋白还原酶检测对孤立性肺结节良恶性的诊断价值

20233744[文章编号]1006-2440(2023)04-0397-03[引文格式]居冠军,施民新,樊怿辉,等.胸部CT 联合硫氧还蛋白还原酶检测对孤立性肺结节良恶性的诊断价值[J ].交通医学,2023,37(4):397-399.孤立性肺结节(s ol i t ar y pul m onar y nodul e ,SPN )是指肺部单发的球形边界清楚的病灶,直径≤30m m ,病灶周围完全由充气的肺组织包容,不伴有肺门肿大和胸腔积液[1],可以是良性肿瘤、炎性结节、转移性或原发性恶性肿瘤。

因此,寻求简单、无创、准确诊断SPN 的方法是临床迫切需要解决的重要问题。

多层螺旋CT 、高分辨率CT 和低剂量CT 扫描在早期肺癌筛查中发挥重要作用,CT 图像三维重建技术的应用使得SPN 诊断准确性明显提高,但仍存在一定局限性。

硫氧还蛋白还原酶(t hi or edoxi n r educt as e ,TR )是吡啶核苷酸二硫化物还原酶家族成员,参与细胞增殖、D N A 合成等生理过程[2]。

研究发现,TR 参与肺癌的发生、发展,可作为肺癌早期诊断的标志物[3-4],但单纯以肿瘤标志物诊断肺癌的敏感度、特异度以及准确度较低。

本研究回顾性分析2017年10月—2020年6月我院诊断的89例孤立性肺结节患者的临床资料,探讨胸部CT 扫描联合血清TR 检测对SPN 良恶性的诊断价值。

1资料与方法1.1一般资料孤立性肺结节患者89例,均行胸部薄层CT 及三维重建检查、血清TR 水平检测,其中男性40例,女性49例;年龄38~79岁,平均57.13±10.86岁。

CT 表现为纯磨玻璃结节9例,混杂磨玻璃结节38例,实性结节42例。

经术后病理确诊,89例中恶性结节46例(恶性组),其中腺癌42例,鳞癌3例,小细胞癌1例;良性结节43例(良性组),其中肺炎性假瘤29例,肉芽肿性炎10例,错构瘤2例,肺内淋巴结2例。

硒蛋白对氧化还原信号的调控作用

硒蛋白对氧化还原信号的调控作用

硒蛋白对氧化还原信号的调控作用李春燕;曹春霞【摘要】在生命过程中,机体通过特定的机制抑制以ROS为传感器和信号的还原氧造成的氧化损伤.Cys和Met的氧化修饰对蛋白质活性、结构、稳定性及亚细胞的定位均有深远影响.硒是人体不可缺少的微量元素,是红细胞抗氧化剂- GSH-Px 的重要成份,充足的硒可使GSH-Px有效地将H2O2转变为水.硒的大部分生物活性取决于硒蛋白的Sec.哺乳动物中最丰富的硒蛋白是GSH-Px,其以GSH减少为特征,从而清除H2O2和脂质H2O2,并抑制ROS信号的强度和持续时间.内质网中几个硒蛋白的明确生物活性尚未确定,比较明确的是它们参与蛋白二硫化物的形成和未折叠蛋白应答信号的调节.自然界分布最广的硒蛋白家族以高度保守的硫氧还蛋白类-硒蛋白W及其同源物为主.最近研究发现硒蛋白W和其他6个小的哺乳动物硫氧还蛋白类硒蛋白有助于H2O2信号转导至特定靶蛋白调控的二硫键.【期刊名称】《国外医学(医学地理分册)》【年(卷),期】2011(032)002【总页数】5页(P143-147)【关键词】硒;硒蛋白;氧化还原;信号【作者】李春燕;曹春霞【作者单位】西安交通大学医学院公卫系,陕西西安,710061;武警医学院部队健康教育教研室,天津,300162【正文语种】中文【中图分类】Q581尽管O2是一种强氧化剂,但在特定的体温下因其带有0.32 V的标准还原电位,参与反应速度一般很慢。

一旦第一电子被加合成超氧阴离子自由基(superoxide 氧的活性就会显著加强。

需氧细胞不断的遇到活性氧(reactive oxygenspecies,ROS),如过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)和有多种来源的羟自由基且有大量抗氧化剂抑制其反应。

氧化损伤即是因ROS修饰或抑制大部分半胱氨酸(cysteine,Cys)和蛋氨酸(methionine,Met)残基蛋白的功能,而作用于DNA和染色体,导致突变或双链断裂。

硫氧还蛋白还原酶1(TrxR1)在胃癌中的表达及对胃癌细胞生长的影响

硫氧还蛋白还原酶1(TrxR1)在胃癌中的表达及对胃癌细胞生长的影响

硫氧还蛋白还原酶1(TrxR1)在胃癌中的表达及对胃癌细胞生长的影响范有寿1,邱志胜2△,赵亚萍3(1.金昌市第一人民医院外一科,甘肃金昌737100;2.甘肃省人民医院肿瘤外科,兰州730000;3.金昌市第一人民医院妇产科,甘肃金昌737100)【摘要】 目的:探讨胃癌组织硫氧还蛋白还原酶1(TrxR1)表达与生存时间的关系及其对胃癌细胞生长的影响。

方法:用Real timePCR法检测76例胃癌组织及癌旁TrxR1mRNA表达,并分析其与胃癌患者临床病理特征及预后的关系;随机选取3例胃癌组织及癌旁组织,采用免疫组化法、Westernblot法检测TrxR1蛋白表达。

采用West ernblot法和Real timePCR法检测胃癌细胞系及人胃粘膜上皮细胞中TrxR1的表达。

采用小RNA干扰序列(siR NA)处理AGS细胞,根据处理方法不同将AGS细胞分为3组:阴性对照组:转染NC siRNA、TRXR1siRNA干扰1组:转染TRXR1 siRNA1、TRXR1siRNA干扰2组:转染TRXR1 siRNA2。

使用Real timePCR法检测各组AGS细胞中TrxR1mRNA的表达,克隆形成试验和MTT法检测AGS细胞生长情况。

结果:胃癌组织中TrxR1mRNA和蛋白表达量均显著性上调,TrxR1主要定位于细胞质中。

TrxR1高表达与患者TNM分期及淋巴结转移有关,且TrxR1高表达组患者的中位生存时间短于低表达组(P<0.05)。

胃癌细胞中TrxR1表达量高于人胃粘膜上皮细胞系中的表达。

TRXR1 siRNA1组AGS细胞和TRXR1 siRNA2组AGS细胞中TrxR1mRNA和蛋白与NC siRNA组相比均显著性降低(P<0.05),且AGS细胞克隆形成与增殖能力均降低(P<0.05)。

结论:胃癌组织中TrxR1高表达提示患者预后不良,沉默TrxR1能抑制胃癌细胞的增殖。

【关键词】 胃癌;硫氧还蛋白还原酶1;预后;基因沉默;细胞增殖【中图分类号】R735 【文献标识码】A 【文章编号】1000 6834(2020)04 324 006【DOI】10.12047/j.cjap.5967.2020.070Expressionofthioredoxinreductase1(TrxR1)ingastriccanceranditseffectonthegrowthofgastriccancercellsFANYou shou1,QIUZhi sheng2△,ZHAOYa ping3(1.FirstSurgicalDepartment,JinchangFirstPeople'sHospital,Jinchang737100;2.DepartmentofOncology,GansuPeople’sHospital,Lanzhou730000;3.DepartmentofGynecologyandObstetrics,JinchangFirstPeople'sHospital,Jinchang737100,China)【ABSTRACT】Objective:Toinvestigatetherelationshipbetweentheexpressionofthioredoxinreductase1(TrxR1)ingastriccancertissuesandthesurvivaltimeofpatientswithgastriccanceranditseffectonthegrowthofgastriccancercells.Methods:Theexpres sionlevelofTrxR1mRNAingastriccancertissuesandadjacenttissuesof76patientswasdeterminedbyreal timePCRassays,andtherelationshipbetweenthemRNAexpressionlevelofTrxR1andtheclinicopathologicalcharacteristicsandprognosisofgastriccancerpatientswasanalyzed.Threegastriccancertissuesandadjacenttissueswererandomlyselected,andtheexpressionofTrxR1proteinwasdetectedbyimmunohistochemistryandWesternblot.TheexpressionlevelsofTrxR1inhumangastriccancercellslineandgastricmucosaepithelialcellsweredeterminedbyWesternblotandquantitativereal timePCRassays.Then,AGScellsweretransfectedwithsiRNAsequencestosilencetheexpressionofTrxR1.AGScellsweredividedinto3groupsaccordingtodifferentprocessingnegativecontrolgroup:transfectedwithNC siRNA,TRXR1siRNAinterferencegroup1:transfectedwithTRXR1 siRNA1,TRXR1siRNAin terference2group:transfectedwithTRXR1 siRNA2.TheexpressionofTrxR1mRNAinAGScellsofeachgroupwasdetectedbyRe al timePCR.TheproliferationofAGScellswasdeterminedbyMTTandcolonyformationassaysfollowingTrxR1silencing.Results:TrxR1mRNAandproteinexpressionlevelsingastriccancertissuesweresignificantlyup regulatedcomparedwithadjacenttissues,andweremainlylocatedinthecytoplasm.HighexpressionofTrxR1wasassociatedwithTNMstageandlymphnodemetastasis,andtheo verallsurvivaltimeofpatientswithhighexpressionofTrxR1wasshorterthanthosewithlowexpressionlevel.TrxR1mRNAandproteininAGScellsofTRXR1 siRNA1groupandAGScellsofTRXR1 siRNA2groupweresignificantlyreducedcomparedwithNC siRNAgroup(P<0.05).AndAGScellcloneformationandproliferationabilityweredecreased.Conclusion:ThehighexpressionofTrxR1ingastriccancertissuesindicatespoorprognosisofpatients,andthesilencingofTrxR1caninhibittheproliferationofgastriccancercells.【KEYWORDS】 gastriccancer; thioredoxinreductase1; prognosis; silencing; proliferation423ChinJApplPhysiol,2020,36(4) 【收稿日期】2019 11 04【修回日期】2020 04 17 △【通讯作者】Tel:15095314293;E mail:qiuzs1980@163.com 胃癌是消化系统常见的恶性肿瘤之一,据统计胃癌已成为严重威胁人类健康的第二大常见癌症,其发病率和死亡率均较高[1]。

重组大肠杆菌硫氧还蛋白(Trx)的制备及功能分析

重组大肠杆菌硫氧还蛋白(Trx)的制备及功能分析

智库时代·121·社会治理重组大肠杆菌硫氧还蛋白(Trx)的制备及功能分析孙风梅(大同市现代教育培训中心,山西大同 037006)摘要:Trx 是一类广泛存在于各类生物中的小分子酸性蛋白质,含有二硫化物活性中心Cys-Gly-Pro-Cys(CGPC),可降低食物中由二硫键引起的变应原反应,因而Trx 在食品工程和抗过敏药物中具有应用前景。

本论文从大肠杆菌Escherichi coli 基因组中扩增Trx 基因,构建大肠杆菌重组表达载体Trx-pET-28a(+),转化入大肠杆菌BL21表达宿主进行 IPTG 诱导表达并对牛奶中β-乳球蛋白和酪蛋白的二硫键还原活性进行分析。

结果表明,重组Trx 具有二硫键还原酶的活性,能有效打开牛奶中β-乳球蛋白和酪蛋白的二硫键,有望开发成一种硫氧还蛋白脱敏制剂应用于食品安全领域。

关键词:硫氧还蛋白(Trx);基因克隆表达与纯化;二硫键还原功能分析中图分类号:K826.15文献标识码:A文章编号:2096-4609(2018)01-0121-002硫氧还蛋白(thioredoxin, Trx)是普遍存在于原核和真核细胞中的低分子量蛋白质,分子量约12 kDa,其活性中心氨基酸序列(-Cys-Gly-Pro-Cys-)非常保守。

凭借其活性中心的两个半胱氨酸(Cys)残基,还原型Trx[Trx-(SH)2]能还原靶蛋白质的二硫键(protein-S2)。

广泛表达的硫氧还蛋白作为蛋白质二硫键的还原酶,参与很多生理过程,发挥重要生物学功能,包括调节抗氧化作用 、抗胁迫作用、细胞凋亡过程 、调节转录因子DNA 结合活性以及免疫应答等。

Trx 还和很多疾病相关,如阿尔茨海默氏症、癌症等。

近年来由于食品过敏性疾病发病率迅速攀升,许多过敏蛋白结构中都有大量的二硫键,因此可以寻求一种安全有效的硫氧还原剂破坏蛋白质分子内部的二硫键,降低食品过敏性已迫在眉睫。

为此笔者通过制备大肠杆菌重组Trx,对重组蛋白进行二硫键还原酶活性分析如下。

过表达TrxR1重组HEK293细胞株的构建和鉴定

过表达TrxR1重组HEK293细胞株的构建和鉴定

硫氧还蛋白还原酶1(TrxR1)属于吡啶核苷酸二硫化物氧化还原酶家族,作为目前已知的唯一能够还原硫氧还蛋白(Trx )的酶,TrxR1可以将氧化型的Trx 还原成还原型Trx [1]。

还原型的Trx 能够还原多种蛋白的二硫键,进而调控细胞的多种生物进程,如细胞增殖、分化以及凋亡等等[2]。

肿瘤细胞的代谢水平远高于正常细胞,因而在细胞内会产生大量活性氧[3]。

因此,肿瘤细胞往往会通过诱导抗氧化酶的表达来维持自身的氧化还原稳态,而TrxR1是其中一种被诱导的抗氧化酶。

近年来研究发现,TrxR1在多种肿瘤组织和细胞中高表达,如乳腺癌[4]、胃癌[5]、肺癌[6]和肠癌[7]等,并通过蛋白激酶B (PKB,又名AKT )、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK )及信号传导及转录激活蛋白3(Stat3)等信号通路促进肿瘤细胞增殖、抑制凋亡及诱导耐药,是一个理想的抗肿瘤药物开发靶点[3,8]。

目前靶向TrxR1的药物具有丰富的骨架结构,但尚无进入临床使用的TrxR1靶向药物,其中一大制约因素就是Construction and identification of a HEK293cell line with stable TrxR1overexpressionLÜXiaomei 1,ZHOU Zhiyin 1,ZHU Li 1,ZHOU Ji 2,HUANG Huidan 1,ZHANG Chao 1,LIU Xiaoping 11Center of Drug Screening and Evaluation,Wannan Medical College,Wuhu 241000,China;2Center for Reproductive Medicine,First Affiliated Hospital of Wannan Medical College,Wuhu 241000,China摘要:目的构建稳定过表达硫氧还蛋白还原酶1(TrxR1)的HEK293细胞株,为TrxR1的功能研究以及靶向TrxR1药物筛选提供细胞模型。

浅谈POCT及硫氧还蛋白还原酶活性检测在肿瘤领域的应用与进展

浅谈POCT及硫氧还蛋白还原酶活性检测在肿瘤领域的应用与进展

Medical Diagnosis 医学诊断, 2016, 6(1), 25-34Published Online March 2016 in Hans. /journal/md/10.12677/md.2016.61006Discussion of the Applications and Progress of POCT and Thioredoxin Reductase Activity Testing (TrxR) in the Field of OncologyNing Xiang1, Lei Zhang2, Huihui Zeng1*1Pharmaceutical Sciences of Peking University, Beijing2Basic Medical School of Peking University, BeijingReceived: Mar. 8th, 2016; accepted: Mar. 27th, 2016; published: Mar. 30th, 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractMalignant tumors are the most common lethal diseases in China. Because of the complexity of carci-nogenesis and the lack of specific markers for early diagnosis, so delayed cancer diagnosis and treatment in clinic has a very high mortality rate. Tumor marker has important significance for early screening of carcinoma. However, the current biomarker detections for neoplasm mostly depend on the professional laboratories where it is of high-cost and difficult to extend such assay service in those medically challenged places. Recently point-of-care testing (POCT) has been rapidly developed.Due to its good portability, fast results and easy operation, it is beneficial for cancer screening in human population. Thioredoxin reductase (TrxR) is a novel tumor marker whose expression and activity reflect the extent of abnormal cellular proliferation to some degree. Overall, the combined application of POCT and TrxR activity assay may be a promising strategy for cancer prevention.KeywordsMalignant Tumors, Tumor Marker, POCT, TrxR Activity Testing浅谈POCT及硫氧还蛋白还原酶活性检测在肿瘤领域的应用与进展相宁1,张磊2,曾慧慧1**通讯作者。

【豆丁推荐】-硫氧还蛋白_1_Trx1_氧化还原状态的检测

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豆 丁 推 荐 ↓精 品 文 档(首都医科大学细胞生物学系,肝脏保护与再生调节北京市重点实验室,北京100069)摘要硫氧还蛋白-1(thioredoxin-1,Trx1)是一种广泛存在于生物体内的氧化还原调节蛋白,其氧化还原状态的变化是细胞内发挥氧化还原调控作用的重要过程.本文建立了Trx1氧化还原状态的检测方法—氧化还原蛋白免疫印迹法(redox Western blot ),即通过碘乙酸(IAA )标记Trx1,根据蛋白所带负电荷的不同,达到分离蛋白氧化与还原状态的目的,并根据能斯特方程计算出相应的氧化还原电势.本方法是在蛋白免疫印迹(Western blot )的基础上建立的,具有低成本、易操作的特点.实验中分别采用H 2O 2和DTT 处理样本,利用此方法检测了细胞裂解液中、细胞内及过表达Trx1氧化还原电势的变化;并检测了HEK293细胞不同生长时期Trx1的氧化还原状态.关键词硫氧还蛋白-1;氧化还原;碘乙酸;氧化还原蛋白免疫印迹法中图分类号Q33Assay for Thioredoxin-1(Trx1)Redox StateGAO Wei ,GU Li ,YANG Hui-Min ,ZHANG Hong(Department of Cell Biology ,Municipal Laboratory for Liver Protection and Regulation of Regeneration ,Capital Medical University ,Beijing100069,China )Abstract Thioredoxin-1(Trx1)is a 12kD redox regulatory protein that is ubiquitously expressed in avariety of organisms.We have established a Western Blot-based method to distinguish the oxidized Trx1from the reduced form that carrying difference charges when labeled with iodoacetic acid (IAA ).The redox potentials can be calculated according to the Nernst equation.This method is cost-effective and easy-to-use in measuring the redox potentials in cell lysates ,wild type or trx1-overexpresssion cells with /without either H2O2or DTT treatmemt.With the method ,we detected that the Trx1redox state varied at different stages of cell growth.Key words thioredoxin-1;redox ;iodoacetic acid ;redox Western blot 收稿日期:2009-12-25;接受日期:2010-03-12国家自然科学基金项目(No.30973406),北京市自然科学基金(No.5102011)和北京市教育委员会科技发展计划项目(No.KM200910025001)*联系人Tel :010-********;E-mail :hzhang@Received :November 25,2009;Accepted :March 12,2010细胞的增殖、分化及凋亡受细胞内外多种因素的调节,而氧化还原状态的改变对调控细胞的生存或死亡尤为重要.细胞内氧化还原状态的变化受到细胞内的氧化还原因子的调控.细胞内存在的氧化还原调控系统有多种,其中,谷氧还蛋白氧化还原系统和硫氧还蛋白氧化还原系统[1,2]颇受重视.硫氧还蛋白系统由硫氧还蛋白还原酶(TrxR )、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH )和硫氧还蛋白(Trx )组成[3].Trx1是一种小分子蛋白(12kD ),由104个氨而实现[5].Trx1作为一种氧化还原调控蛋白在细胞的各种生理活动中发挥着重要的作用,其调控方式主要第4期高卫等:硫氧还蛋白-1(Trx1)氧化还原状态的检测通过氧化还原状态的变化实现.Trx1不仅可以通过清除ROS来抵抗细胞内的氧化应激,还可以作为一种生长因子促进细胞的生长[4].除此之外,Trx1还能够与某些含有半胱氨酸残基的蛋白质相互作用从而调控这种蛋白的功能[6].另外,Trx1还与某些疾病的发病机制密切相关[7].氧化应激参与体内多种生理活动及疾病的发生[8,9],因此,寻找能够探测体内氧化还原状态的生物学指标对研究氧化应激参与的细胞生理活动极为重要.目前,已知的检测细胞内氧化还原电势的方法,通常通过检测还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量比值,计算其氧化还原电势.对于对细胞氧化应激起重要调控作用的Trx1蛋白,目前还没有一种直接有效的方法来检测其氧化还原状态的变化.因此,我们建立了氧化还原蛋白免疫印迹法(redox Western blot)检测Trx1的氧化还原状态及电势.此方法是在蛋白免疫印迹(Westernblot)基础上,通过碘乙酸(IAA)标记达到分离蛋白的目的.由于还原型Trx1中含有巯基(-SH),可以与带负电荷的碘乙酸结合,而氧化型的Trx1含有二硫键(-S-S-),不能与碘乙酸结合,根据还原型和氧化型Trx1所带负电荷的不同,通过非变性丙烯酰胺凝胶电泳可以将其分离出来.本实验中,我们采用H2O2和DTT处理细胞,建立Trx1氧化还原体系,通过本方法有效地分离氧化状态和还原状态的Trx1,并根据能斯特方程计算出相应的氧化还原电势.1材料与方法1.1材料HeLa细胞与HEK293细胞均为本实验室液氮保存细胞株.将细胞复苏后,用含10%新生牛血清、100U/mL青霉素和链霉素的DMEM全培养基培养在为37ħ、5%CO2培养箱中.pcDNA3.1质粒为本实验室保存,pcDNA3.1-Trx1为美国Emory大学赠送.垂直板电泳装置(0.75mm)购于Bio-Rad公司;恒温水浴箱购于北京市长风仪器仪表公司;转移脱色摇床TS-8型和脱色摇床TS-1型购于江苏海门市其林贝尔仪器制造有限公司;G-25microspin柱购于GE-Healthcare公司;Tween-20、EDTA、二硫苏糖醇(DTT)、Trition X-100、碘乙酸(IAA)、盐酸胍(guanidine HCl)均购于Sigma公司;甘氨酸购于Merck公司;H2O2购于Alfa Aesar公司;丙烯酰胺、甲叉双丙烯酰胺、过硫酸铵、TEMED均购于北京鼎国生物技术有限公司;脱脂奶粉为国产伊利奶粉;Western blot超敏发光液购于北京普利莱基因技术有限公司;兔抗人Trx1购于Abcam公司;鼠抗人V5购于Invitrogen公司;羊抗兔IgG和羊抗鼠IgG购于Jackson Immuno Research公司.1.2试剂配制非变性丙烯酰胺凝胶无SDS,SDS的量用水补齐,其他部分同丙烯酰胺凝胶的配制;G-lysis缓冲液为细胞裂解液,其成分为:pH值为8.3的50 mmol/L Tris,3mmol/L EDTA,6mol/L盐酸胍,0.5% TritonX-100组成.每次使用之前,加入9.3mg/mL或18.6mg/mL的IAA,用10mmol/L NaOH调pH到8.3,配成含有IAA的G-lysis缓冲液使用液;5ˑ蛋白上样缓冲液主要成分为:310mmol/L pH值为6.8的Tris,50%甘油,加溴酚蓝至饱和浓度;非变性凝胶电泳缓冲液,成分为25mmol/L Tris-HCl,192 mmol/L甘氨酸;其他试剂及缓冲液同丙烯酰胺凝胶电泳.1.3氧化还原蛋白印迹法(redox Western blot)Trx1蛋白质氧化还原状态的检测:用G-lysis缓冲液收集细胞蛋白,加入等体积的含有100mmol/L IAA的G-lysis缓冲液,充分混匀,37ħ避光放置30 min,取出后G-25microspin柱过滤(按说明书操作).加入蛋白上样缓冲液电泳至溴酚蓝带泳出胶外8min,转至PVDF膜(40V,3h),5%封闭液室温封闭1h.加一抗(兔抗人Trx11ʒ15000)4ħ过夜,加二抗(1ʒ3000)室温1h.最后用超敏发光液化学发光,显影,定影.细胞内Trx1氧化还原状态的检测:用含有50 mmol/L IAA的G-lysis缓冲液收集细胞蛋白质,37ħ避光放置30min,取出后G-25microspin柱过滤.加入蛋白上样缓冲液电泳至溴酚蓝带泳出胶外8min,转至PVDF膜(40V,3h),5%封闭液室温封闭1h.加一抗(兔抗人Trx11ʒ15000)4ħ过夜,加二抗(1ʒ3000)室温1h.最后用超敏发光液化学发光,显影,定影.1.4能斯特方程计算氧化还原电势用Image J计算出氧化态Trx1和还原态Trx1黑度值即为其蛋白含量值,根据能斯特方程计算其氧化还原电势值.Eh=-254+30ˑlog(氧化态/还原态)2结果2.1Trx1蛋白质氧化还原状态的检测573中国生物化学与分子生物学报第26卷为了检测本实验方法的可行性,我们首先检测了细胞裂解液中Trx1蛋白氧化还原状态的变化.2.1.1细胞裂解处理将HeLa 细胞及HEK293细胞裂解,分别加入H 2O 2和DTT ,终浓度为0.5mmol /L 和5mmol /L ,作用30min 后,加入等体积含100mmol /L IAA 的G-lysis 缓冲液,用氧化还原蛋白免疫印迹法检测Trx1蛋白氧化还原状态.2.1.2细胞裂解液中Trx1蛋白氧化还原状态变化在HeLa 细胞中(Fig.1A ),未处理组,由于Trx1在空气中暴露一定时间,显示3种不同状态:部分Trx1未被氧化,为还原状态(第1条带);部分Trx1上只有1对半胱氨酸对Cys 32、Cys 35被氧化(第2条带);部分Trx1上Cys 32、Cys 35和Cys 62、Cys 69的2个半胱氨酸对均被氧化(第3条带).根据能斯特方程计算其氧化还原电势为-228mV.H 2O 2处理组中,Trx1全部被氧化(第3条带),氧化还原电势为-118mV.DTT 处理组中,Trx1全部被还原,呈现还原态(第1条带),氧化还原电势为-387mV.另外,用HEK293细胞做同样实验(Fig.1B ).结果表明:由于细胞系不同,未处理组的Trx1中2对半胱氨酸并没有完全被氧化,所以只检测到还原型和Cys 32、Cys 35被氧化的2条带,氧化还原电势为-248mV.在H 2O 2处理组和DTT 处理组中,Trx1氧化还原电势值分别为-45mV 和-460mV.Fig.1The detection of Trx1protein redox states in HeLa and HEK293cell lysates (A )HeLa cells and (B )HEK293cells were lysated with G-lysis buffer and treated with either 5mmol /L DTT or 0.5mmol /L H 2O 2for 30min.An equal volume of G-lysis buffer with 100mmol /L IAA was added and the samples were incubated in the dark for 30min at 37ħ.The proteins were separated by 15%non-reducing -PAGE.After transferred to the membrane ,the blots were probed with anti-Trx1antibody.Trx1redox potential was calculated by the Nernst equation.The results showed that in no-treated group ,Trx1had three bands which represented oxidized ,partially oxidized and reduced states ,respectively.In H 2O 2-treated group ,Trx1was totally oxidized ,therefore ,only oxidized band was observed.In DTT-treated group ,Trx1was reduced ,therefore ,only reduced band was observed.Values were mean ʃSE2.2细胞内Trx1蛋白氧化还原状态的检测由2.1实验可看出,本方法可以检测到细胞外处理Trx1蛋白其氧化还原状态的变化.由于Trx1的氧化还原反应主要发生于细胞内,为此我们进一步检测了细胞内处理Trx1其氧化还原状态的改变.2.2.1样品处理分别将H 2O 2(0.5mmol /L )和DTT (5mmol /L )加入HeLa 及HEK293细胞培养基中,30min 后用含50mmol /L IAA 的G-lysis 缓冲液收集细胞,采用氧化还原蛋白免疫印迹法检测Trx1氧化还原状态.2.2.2细胞内Trx1蛋白氧化还原状态变化在Fig.2A 中,未处理组Trx1几乎全部以还原状态存在,其氧化还原电势与DTT 处理组相近(未处理组电势:-285mV ,DTT 组电势:-282mV ).当加入H 2O 2后,Trx1抵抗细胞中由H 2O 2造成的氧化应激而被部分氧化,氧化还原电势为-247mV.我们同样检测了HeLa 细胞中的Trx1氧化还原状态的变化(Fig.2B ).正常生长的HeLa 细胞内,Trx1的氧化还原状态和HEK293细胞内的Trx1氧化还原状态相同,全部为还原状态(结果未显示).HeLa 细胞经H 2O 2处理,Trx1形成2条蛋白条带,其中还原带型(第1条带)深而宽,氧化带型(第2条带)浅而窄,673第4期高卫等:硫氧还蛋白-1(Trx1)氧化还原状态的检测表明0.5mmol/L H2O2只能氧化HeLa细胞内较少部分Trx1,能斯特方程计算电势为-263mV.在DTT处理组中,由于Trx1全部被还原,只检测到还原态的Trx1(第1条带),能斯特方程计算电势为-327mV.在这2种细胞中,由于不同的细胞承受氧化应激的能力不同,所以Trx1发挥抗氧化作用的能力也不同.在2.1中的体外实验中,H2O2直接处理细胞裂解液,Trx1氧化程度明显高于H2O2处理细胞后Trx1在体内的氧化程度.这可能由于在检测细胞内Trx1氧化还原状态变化时,H2O2被加入到培养基中,只有部分进入细胞内;另外,体内其它抗氧化系统如GSH可能也参与了对H2O2的抵抗作用.Fig.2The detection of Trx1redox state in vivo(A)HEK293cells and(B)HeLa cells were treated with5mmol/LDTT and0.5mmol/L H2O2for30min,respectively,and lysated with G-lysis buffer with50mmol/L IAA.The extracts were incubated in the dark for30min at37ħ.The proteins were separated by15%non-reducing-PAGE.After transferred to the membrane,the blots were probed with anti-Trx1antibody.Trx1redox potential was calculated by the Nernst equation.The results showed that in no-treated group,three distinct bands corresponding to Trx1were visualized,which represented a fully oxidized,a partially oxidized and a reduced band,respectively.Trx1was essentially completely oxidized by0.5mmol/LH2O2and therefore only oxidized band was observed.In the groups treated with5mmol/L DTT for30min,Trx1was reduced and therefore only reduced band was observed.Values were meanʃSE2.3过表达Trx1蛋白体外氧化还原状态的检测为了验证本方法是否同样可以检测过表达Trx1氧化还原状态的变化,我们分别将带有V5标签的空载体pcDNA3.1和pcDNA3.1-Trx1质粒瞬时转染入HEK293细胞中,48h后,用G-lysis缓冲液将细胞裂解,然后分别加入0.5mmol/L H2O2和5mmol/L DTT处理30min,再加入等体积含有100mmol/L IAA的G-lysis缓冲液标记还原型的Trx1,采用氧化还原蛋白免疫印迹法,利用V5抗体检测过表达的Trx1蛋白氧化还原状态的变化.如Fig.3所示,转染空载体组未检测到带有V5标签的Trx1的表达.H2O2和DTT直接处理细胞裂解液中提取出来的过表达Trx1,由于未处理组中的Trx1有少部分被空气氧化,出现1条浅而窄的氧化状态Trx1(第2条带),氧化还原电势为-248mV;H2O2处理后Trx1全部被氧化(第3条带),氧化还原电势为-38mV;DTT处理组Trx1全部为还原状态(第1条带)氧化还原电势为-478mV.体外处理带V5标签Trx1的氧化还原状态变化结果和Fig.1B中Trx1蛋白氧化还原状态的变化一致,这说明本方法对过表达的Trx1(带有V5标签)同样具有适用性.2.4细胞在不同生长时期Trx1氧化还原电势不同据文献[10]报道,活性氧(ROS)对细胞周期具有影响作用,由于Trx1可作为一种ROS清除剂,为此我们检测了不同细胞生长时期Trx1氧化还原状态的变化.将HeLa细胞饥饿24h后,使细胞停滞在G1期,然后加入含有10%血清的DMEM培养基,分别在不同的培养时间(6h、7.5h、9h、12h)收集细胞,用redox Western blot方法检测细胞内Trx1蛋白氧化还原状态,并计算其对应的氧化还原电势.从Fig.4A中可以看出,在细胞的不同生长期,氧化状态的Trx1含量有所不同,从培养时间0至9h逐渐增多,能斯特方程计算其氧化还原电势(Fig.4B)由-289mV升高至-266mV.在12h,Trx1大部分又恢复到还原状态,电势又下降到-286mV左右.773中国生物化学与分子生物学报第26卷Trx1在不同时间内氧化还原状态的变化也可以间接说明,ROS 可以影响细胞的生长,并且Trx1在不同的细胞生长时期起到了一定的调控作用.Fig.3The detection of over-expressed Trx1redox state HEK293cells were transfected with either vectorpcDNA3.1or pcDNA3.1-v5-Trx1.After 48hours posttransfection ,cells were lysated with G-lysis buffer and treated with 5mmol /L DTT and 0.5mmol /L H 2O 2for 30min ,respectively.An equal volume of G-lysis buffer with 100mmol /L IAA and the samples were incubated in the dark for 30min at 37ħ.The proteins lysates were separated by 15%non-reducing-PAGE.After transferred to the membrane ,the blots were probed with anti-V5tag antibody.Trx1redox potential was calculated by the Nernst equation.The results showed that in no-treated group ,three distinct bands corresponding to V5-Trx1were visualized ,which represented a fully oxidized ,a partially oxidized and a reduced band ,respectively.V5-Trx1was essentially completely oxidized by 0.5mmol /L H 2O 2and therefore only oxidized band was observed.In the groups treated with 5mmol /L DTT for 30min ,V5-Trx1was reduced and therefore only reduced band was observed.Values were mean ʃSEFig.4The detection of Trx1redox potential at different periods of cell growth HeLa cells were starved in serum-freeDMEM for 24hours ,and incubated with DMEM containing 10%serum for the indicated time.Then the cells were harvested with G-lysis buffer with 50mmol /L IAA and incubated in dark for 30min at 37ħ.The proteins lysates were separated by 15%non -reducing -PAGE.After transferred to the membrane ,the blots were probed with anti-Trx1antibody.The Trx1redox potential was calculate by the Nernst equation.The results showed that Trx1redox potential increased from -289mV to -266mV in a time dependent manner within 9hours and then decreased to -286mV at 12hours.Values were mean ʃSE3讨论硫氧还蛋白自上世纪60年代被发现以后[11],越来越受到人们的重视.研究表明,这种蛋白质广泛存在于各种生物体内.Trx 家族如TrxR 等在细胞内外发挥着非常重要的作用.Trx 蛋白在不同种属的生物体中结构有所不同,在同一细胞系中也存在着发挥不同作用的不同结构形式,但是其发挥作用的方式基本相同,因为它们共同拥有一个保守序列-Cys 32-Gly -Pro -Cys35-,并通过这段序列上的2个半胱氨酸残基上的-SH /-S-S-之间的转换发挥作用[12].由于还原状态和氧化状态的Trx1是通过巯基形成二硫键区分的,还原态的Trx1只脱掉氢离子形成氧化状态Trx1,因此2种状态的Trx1分子量并无明显差异,所以传统的利用蛋白质分子量的差异区分不同蛋白的方法无法将其分开.碘乙酸(IAA )很早被用于蛋白变性后封闭蛋白上的巯基,抑制蛋白复性.而我们的实验中,不仅利用了碘乙酸可以和巯基-SH 结合而不能和二硫键-S-S-结合的特性,而且引入了碘乙酸使蛋白带有较多负电荷的特点,通过蛋白所带负电荷的差异有效地将氧化还原状态不同的Trx1分离开.本方法不仅可以直接检测Trx1氧化还原状873第4期高卫等:硫氧还蛋白-1(Trx1)氧化还原状态的检测态的变化,而且提供了一种利用Trx1为抗氧化应激生物标志物研究细胞氧化还原调控的新方法.Trx1在细胞内具有非常重要的调控作用.据报道,这种蛋白质和癌症及心血管疾病的发生密切相关[7,10 12],特别在对癌症或和氧化应激有关的疾病的发病机制的研究中,Trx1更是一种热点蛋白质.在对这些疾病的研究中,Trx1被视为治疗或者预防癌症的新的药物靶位点.为此,氧化还原蛋白免疫印迹法(redox Western blot)不仅可以用来探测培养细胞的氧化还原状态的变化,还可以应用到动物实验以及肿瘤组织内氧化还原状态的研究中.本实验室利用此方法发现,烷化剂甲磺酸甲酯(MMS)可以有效改变细胞内Trx1氧化还原状态,但是烷化剂Cisplatin和引起DNA双链断裂的试剂4NQO却不能使细胞内Trx1氧化还原状态改变.而且,我们还发现,某种G蛋白偶联受体的激活也可以改变细胞内的Trx1氧化还原状态(待发表).所以,这种方法可以有效地应用在某些和氧化应激有关的实验研究中,直接反映细胞内氧化还原状态.另外,除了Trx1,参与调控细胞氧化还原状态的其它小分子蛋白,如TrxR、Prx3和Grx1,均有可能利用本方法检测其氧化还原状态的变化.我们的实验还显示,此方法对检测分子量较大的蛋白,效果不很理想.原因可能是,这些蛋白较大的分子量和复杂的分子结构,对其氧化还原状态的分离造成影响.总之,氧化应激作为影响细胞生理活动的重要因素之一,越来越多地引起研究者的关注.氧化应激和多种疾病密切关系的发现,使得细胞内参与氧化应激的蛋白成为人们研究的热点.本方法的建立可以有效地为寻找相关疾病中氧化还原调控的药物靶位点提供一种可行的研究方法.参考文献(References)[1]周彦,袁建刚,范凤朝,等.硫氧化还原蛋白与细胞内的氧化还原调控[J].生物工程进展(Zhou Yan,Yuan Jiang-Gang,Fan Feng-Chao,et al.Thioredoxin and redox regulation of theCell[J].Prog Biotechnol),2000,20(6):22-25[2]Go YM,Ziegler TR,Johnson JM,et al.Selective protection of nuclear thioredoxin-1and glutathione redox systems againstoxidation during glucose and glutamine deficiency in humancolonic epithelial cells[J].Free Rad Biol Med,2007,42:363-370[3]Spyrou G,Enmark E,Miranda-Vizuete A,et al.Cloning and expression of a novel mammalian thioredoxin[J].J Boil Chem,1997,272(5):2936-2941[4]董文甫,李艳红,岳文斌.硫氧还蛋白研究进展[J].草食家畜(Dong Wen-Fu,Li Yan-Hong,Yue Wen-Bin.Progress in thestudy of Thioredoxin[J].Grass-feeding livestock),2006,133(4):4-6[5]Walter H W,Jan P,William R M,et al.Redox potential of human thioredoxin1and identification of a second dithiol/disulfide motif[J].J Biol Chem,2003,278(35):33408-33415[6]Hirota K,Nakamura H,Masutani H,et al.Thioredoxin superfamily and thioredoxin-inducing agents[J].Ann N Y AcadSci,2002,957:189-199[7]梁鹏,张一娜,滕宗艳.硫氧还蛋白生物活性及其与人类疾病的关系[J].老年学杂志(Liang Peng,Zhang Yi-Na,TengZong-Yan.Thioredoxin biological activity and its relationshipwith human diseases[J].J Gerontol),2001,24(5):478-481[8]李梅,侯敢,黄迪南.肌肉萎缩与氧化应激[J].中国生物化学与分子生物学报(Li Mei,Hou Gan,Huang Di-Nan.Muscleatrophy and oxidative stress[J].Chin J Biochem Mol Biol),2009,25(5):415-420[9]海春旭,冯安吉,梁欣,等.自由基医学[M].西安:第四军医大学出版社(Hai Chun-Xu,Feng An-Ji,Liang Xin,et al.FreeRadical Medicine[M].Xi’an:Fourth Military MedicalUniversity 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硫氧还蛋白的生物学功能及与人类疾病的关系

硫氧还蛋白的生物学功能及与人类疾病的关系

硫氧还蛋白的生物学功能及与人类疾病的关系高建波【摘要】硫氧还蛋白是一类广泛表达于各种生物组织器官的小分子蛋白质,在调节机体的氧化还原反应和抗氧化损伤中发挥重要作用。

同时,还具有转录调节、抗凋亡等生物学功能,且与肿瘤、类风湿性关节炎、心血管疾病等多种人类疾病密切相关,具有重要的研究价值。

【期刊名称】《中国医药指南》【年(卷),期】2013(000)018【总页数】3页(P90-92)【关键词】硫氧还蛋白;生物功能;疾病【作者】高建波【作者单位】天津市药品检验所,天津 300070【正文语种】中文【中图分类】Q51硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)是一类高度保守的低分子量蛋白质,参与氧化还原反应等多种生物功能,已成为国际上医学领域研究的热点[1-3],现对其近年来的主要生物功能及与人类疾病关系方面的研究综述如下。

Trx是一种紧密结合的蛋白质,疏水核心区域由5股β折叠构成,其末端被4个α螺旋所包绕。

它调节氧化还原活性的二硫键/巯基结构位于氨基酸保守序列-Trp-Cys-Gly-Pro-Cys-。

有活性的还原型Trx(Trx-(SH)2含有巯基,可以与二硫键相互作用,还原被氧化的多种蛋白,转变为无活性的氧化型Trx(Trx-S2)。

其可在Trx还原酶(thioredoxin reductase,TrxR)及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)作用下,转变为还原型。

Trx根据末端氨基酸序列的差异,主要分为Trx1和Trx2两种类型。

Trx1位于细胞浆和细胞核,氨基酸序列长105,分子量为12kDa;Trx2位于线粒体,氨基酸序列长166,分子量为18kDa,含有60个氨基酸组成的N末端线粒体定位信号[4-6]。

2.1 抗氧化作用Trx、TrxR、硫氧还蛋白过氧化物酶(thioredoxin peroxidase,TrxP)和NADPH构成了Trx系统,共同调节氧化还原反应。

原虫硫氧还蛋白研究进展

原虫硫氧还蛋白研究进展

原虫硫氧还蛋白研究进展熊康;周金林【摘要】硫氧还蛋白(Trx )是一种广泛存在于原核生物和真核生物中的小分子蛋白质,它和硫氧还蛋白还原酶(TrxR)、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸Ⅱ(NADPH)共同构成了硫氧还蛋白系统,是硫氧还蛋白系统的重要组成部分。

顶复门原虫作为胞内寄生虫,自身缺乏抗氧化的过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶,依靠硫氧还蛋白系统抵抗宿主的氧化作用。

论文介绍了原虫 Trx 的结构,从抗氧化应激和蛋白结合等方面阐述了 Trx 的生物学活性及功能,介绍了 Trx 及其抑制剂在抗肿瘤等方面的研究进展,为抗原虫药物的发现提供参考。

%Thioredoxin (Trx),involved in the thioredoxin system with thioredoxin reductase (TrxR)and NADPH,is a small molecule protein and widely presents in prokaryotes and eukaryotes.Apicomplexan pro-tozoa,as intracellular parasites,are lack of antioxidant enzymes catalase and glutathione peroxidase.They rely on the thioredoxin system to resist host oxidation.This paper described the structure of protozoa Trx and the biological activity and function of Trx from oxidative stress and protein binding,and also intro-duced the research progress about Trx inhibitors on anti-tumor,and provided new research directions for the discovery of anti-protozoal drugs.【期刊名称】《动物医学进展》【年(卷),期】2016(037)004【总页数】5页(P77-81)【关键词】原虫;硫氧还蛋白;结构;功能;抑制剂【作者】熊康;周金林【作者单位】上海师范大学生命与环境科学学院,上海 200234; 中国农业科学院上海兽医研究所农业部动物寄生虫病重点实验室,上海 200241;中国农业科学院上海兽医研究所农业部动物寄生虫病重点实验室,上海 200241【正文语种】中文【中图分类】S852.72;Q51顶复门原虫是一类专一性的细胞内寄生原虫,包括巴贝斯虫(Babesia spp.)、弓形虫(Toxoplasma gondii)、隐孢子虫(Cryptosporidium spp.)、疟原虫(Plasmodium spp.)及艾美耳球虫(Eimeria spp.)等,是人和动物的重要病原。

硫氧还蛋白还原酶结构与功能研究进展

硫氧还蛋白还原酶结构与功能研究进展

动物医学进展,2019,40(9):79-83Progress in Veterinary Medicine硫氧还蛋白还原酶结构与功能研究进展陆金苗⑺,韦娜娜2,周金林2*(1.上海师范大学生命与环境科学学院,上海200241,2.中国农业科学院上海兽医研究所,上海200241)摘 要:硫氧还蛋白还原酶(TrxR)是硫氧还蛋白系统里主要的功能蛋白,广泛存在于从原核生物到哺乳动物等多个物种之中。

TrxR 属于毗吱核昔酸/二硫氧化还原酶家族的成员,TrxR 主要通过氧化还原反应,传递电子.解除机体氧化应激反应,是机体抵抗体内外因素导致的氧化应激损伤的主要途径。

同时其参 与碳水化合物合成、胰岛素产生、脂肪代谢等多种生理过程,以及慢性炎症、肿瘤、动脉粥样硬化等疾病的发 生发展。

论文从TrxR 的结构和功能等方面进行综述,以对TrxR 研究提供参考。

关键词:硫氧还蛋白还原酶;氧化还原;结构与功能中图分类号:S852.3;Q554文献标识码:A 文章编号:1007-5038(2019)09-0079-05硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)系统是多个物种 普遍存在的二硫化物还原酶系统.由硫氧还蛋白 (Trx),硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase.TrxR)和还原型辅酶 U (triphosphopyridine nucleo ­tide, NADPH )组成TrxR 是目前已知的,唯一能够还原Trx 的酶⑵,通过二硫键还原酶活性调节 蛋白质的二硫醇/二硫键平衡。

TrxR 还原能力与氧化应激保持动态平衡,是保证机体正常的关键因素。

氧化应激因素包含超氧离子、轻自由基、过氧化氢等活性氧。

活性氧(reacti veoxygenspecies , ROS)通收稿日期:2018-09-14基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2015CB150300)作者简介:陆金苗(1992-),女,陕西宝鸡人,硕士研究生,主要从事蝉和病原体研究。

硫氧还蛋白还原酶

硫氧还蛋白还原酶
n of TrxR and induction of cell death by ATL.
研究主要内容、结论
TrxR1中Sec残基和ATL中的α-亚甲基的γ-内酯结构 是相互作用的关键
ATL能有效抑制纯化的TrxR活性,因此选TrxR为 靶标
ATL促进ROS在HeLa细胞中的生成 从过表达和敲除实验的结果表明,ATL的细胞毒
性与其与TrxR相互作用有关 在HeLa细胞中ATL引起氧化应激介导的细胞凋亡
研究意义
作者的工作证明TrxR是一种新型的ATL的靶标, 并发现, ATL通过先前未知机制诱导凋亡性细 胞死亡。
ATL-TrxR相互作用的发现,揭示了ATL体内抗 癌功效的机制,而这个新的目标机制可能会促 进开发和发现强效的小分子TrxR抑制剂作为潜 在的癌症化疗药物。
研究目的
希望通过定位 TrxR,揭示 ATL的细胞活 性背后的一个 新的分子机制, 并指明可否将 ATL作为一个 潜在的癌症化 疗药物。
Graphical Abstract
主要研究方法
通过TRFS-green检测细胞 使用MTT法进行细胞活力测定
TrxR活性
TrxR体外活性通过DTNB还原法测定
TRFS-green:可在活细胞内实时监 用膜联蛋白V-FITC和PI双染测定凋亡细胞
测TrxR活性的小分子探针
研究表明TRFS-green可以高度选择 性的识别TrxR而不受细胞内各类硫 醇分子以及相关的各类酶类干扰。
J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 226-233
研究主要内容、结论
Inhibition of thioredoxin reductase by alantolactone prompts oxidative stress-

硫氧还蛋白还原酶1对帕金森病保护效应的研究

硫氧还蛋白还原酶1对帕金森病保护效应的研究

硫氧还蛋白还原酶1对帕金森病保护效应的研究硫氧还蛋白还原酶1对帕金森病保护效应的研究引言帕金森病(Parkinson's disease, PD)是一种慢性进行性神经退行性疾病,严重影响患者的生活质量。

它的主要特征是多巴胺能神经元的损失和脑内Lewy小体的异常积累。

虽然PD的确切病因尚不清楚,但许多研究表明,氧化应激是PD发病过程中的一个重要因素。

本文将探讨硫氧还蛋白还原酶1 (thioredoxin reductase 1, TrxR1)在PD中的保护作用。

硫氧还蛋白还原酶1对氧化应激的调节氧化应激是机体内许多疾病的共同特征。

在PD中,氧化应激导致细胞内氧化物超量产生,引起DNA和蛋白质的氧化损伤,从而造成神经细胞的死亡。

硫氧还蛋白还原酶1是一种重要的抗氧化酶,它通过还原谷胱甘肽(GSH)来对抗细胞内的氧化应激。

TrxR1可将NADPH的电子传递至Trx,并通过还原氧化Trx来保护细胞免受氧化损伤。

TrxR1的抗氧化作用研究表明,TrxR1在PD模型中表现出显著的抗氧化作用。

一个研究发现,在帕金森病模型中使用TrxR1激动剂selenocystamine能显著减少氧化物的积累和神经细胞损伤,同时降低了PD动物行为学异常。

另一项研究发现,PD模型小鼠中TrxR1的表达水平显著降低,而增加TrxR1的表达可减少多巴胺能神经元的死亡。

这些研究结果表明,TrxR1的抗氧化作用对保护神经细胞免受氧化应激损伤至关重要。

TrxR1的抗炎作用除了其抗氧化作用,TrxR1还具有抗炎性质。

炎症在PD中具有重要作用,可导致神经元损伤和炎症介质的释放,从而加速疾病的进展。

研究表明,通过增加TrxR1的表达可以有效抑制PD模型小鼠中的炎症反应。

此外,TrxR1还能抑制核因子-kB (NF-kB)的活化,从而进一步减少炎症反应。

这些发现证明,TrxR1的抗炎作用有助于缓解PD的病理进展。

TrxR1的其他功能和应用除了上述的氧化应激和抗炎作用,TrxR1还具有其他一些重要的生物学功能。

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oVerexpressed,and is detect
key regulator of tumor dysplasia enzyme.Ⅱlioredoxin
reductase(TR)test
Of
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pmliferation
in
ViVo,
t11ereby
can
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cancer
【Key words】
ⅡlioredoXin
reductase;tumor;abnomlal prohf打ation
癌症的早期发现可以使1/3的癌症得到根治,但早期诊断癌症仍然面临许多问题。迅速 发展的针对肿瘤病因过程的多种基因或蛋白的分子检测,提供了许多肿瘤早期诊断的思路, 但是针对肿瘤最为本质的异常增生的检测标志物还未见报道和使用【1—2】。 硫氧还蛋白还原酶(TR)是二聚体黄素酶,属于吡啶核苷酸二硫化物还原酶家族的一 员,广泛表达于从原核生物到人类的各级有机体细胞中。硫氧还蛋白还原酶以硫氧还蛋白为 底物和还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸磷酸提供还原反应的还原当量,它们共同构成的氧化还原 调控系统,叫做硫氧还蛋白系统。 大量研究表明,硫氧还蛋白还原酶(TR)在多种人原发性肿瘤中过表达,是肿瘤异常 增生的关键调控酶,该酶活性与体内异常增生状态具有直接相关性。 Lincoln等【3】采用免疫细胞化学法检测TR在人类乳腺癌、甲状腺癌、结直肠癌、前 列腺癌及恶性黑色素瘤中的表达,发现TR表达水平均较正常组织细胞升高。FemaIldesAP 等【4】采用免疫组化法和原位杂交法对42例肺腺癌进行分析,结果表明TR IIlI己NA在肺腺 癌组织中的表达高于癌旁正常肺组织,病理分化程度低的组织中表达高于分化程度高的组 织,直径较大的组织中表达高于直径小的组织,有 淋巴结转移的组织中表达高于无淋巴结转移的表达。由此可见,TR在恶性肿瘤中过度 表达,其表达水平与肿瘤细胞的恶性程度、增殖力及转移力有着密切的关系。 检测该酶在人体内的活性可以监测体内的异常增生水平,进而监测异常增生的疾病发生 和状态。由于异常增生是肿瘤的共性特征,且相比癌症蛋白表达出现提前,因此异常增生标 志物比现有的临床应用的肿瘤表达类蛋白肿瘤标志物具有广谱性和提前时效性特点,是肿瘤 预警比较理想的标志物类别。 TR检测系统是以硫氧还蛋白系统功能检测为主导的一整套氧化应激评价相关的指标, 可综合评价受试者患肿瘤的风险性。TR检测值非正常偏高一定程度提示受试者体内某些部
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TR活血检测。
TR参考值范围 初步研究结果认为TR≤4(U,mL)为正常水平。4≤TR≤10.6(u/mL)与异常增生有 一定相关性。TR>10.6(U/mL)考虑为与恶性肿瘤相关的异常增生。
总结
TR是一种比常规肿瘤标志物更为早期提示机体异常病变的指标,与肿瘤的耐药性及肿 瘤治疗后的疗效密切相关。因此TR检测适合肿瘤早期筛查、肿瘤治疗中的耐药性的判断、 以及治疗后的疗效评价。TR检测的最大优势在于早期联合诊断、综合分析,有利于肿瘤的 早期发现,并有利于综合分析病情。 参考文献(略)
the
diseases
abn0珊al
judgment
prolifbration and reView廿1e case.TR detection
be used in
eady detecdon,nle
of tumor dnlg resistaIlce,aIld廿le curatiVe ea’ect eValuation af.ter缸.ea锄1ent.
据罗钰等【5】研究数据的ROC曲线发现,其对应面积为0.812±0.029,说明与临床诊断相
比,本方法具有较高的诊断价值。由于采用的金标准为临床CT或者病理诊断,而此标准为 目前最高诊断标准,且仅针对人血样标本,具有方便和简捷特点。因此,TR活性检测试剂 盒用于与异常增生密切相关的肿瘤生长的临床血样检测具有重要的实用价值。 TR水平与肿瘤耐药性的关系 Bjorl(Ilem等【6】研究发现耐药的肺癌细胞中TR的活性,发现在耐药细胞系中TR的表 达明显高于药物敏感的原代细胞系。 TR水平与化疗后临床疗效评价 有研究表明化疗后的TR活性检测与临床疗效评价总一致率达到84.44%。TR活性检测 与药物(铂类、环磷酰胺、吉西他滨、氟尿嘧啶、紫杉醇)相关的临床评价具有高度的相关 性,总一致率均大于84%。 TR检测结果的影响因素 有研究结果表明溶血、黄疸、脂血都会对TR结果产生影响。建议使用血浆样本进行
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can
show也at仕1ioredoxin reductase(TR)in


Variety of humaIl primary tumors
引用本文格式:唐万和.何威华.孙易娜 硫氧还蛋白还原酶(TR)检测在肿瘤防治中的应用[会议论文]
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