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阿片受体磷酸化及脱敏的研究

 编辑:姚松波 
2012-05-21 来源: 北京朝阳糖尿病医院 浏览:93

内阿片肽作为一类重要的神经递质对神经感觉运动、免疫等系统的功能具有重要调节作用,尤其对病的调节作用最为突出。酪氨酸磷酸化而阿片类药物以强大的镇痛作用、情绪效应和成瘾性成为一类极其重要的药物。经典药理学实验和最近的基因敲除实验都证实:内阿对肽的功能、阿片类药物的镇痛作用及其长期使用所导致的药物耐受、成瘾都是由体内的阿冲受体所介导。

阿片受体属G蛋白偶联受体(GPCR)分为、三种亚型。阿片受体与激动剂结合后激活Gi蛋白,使G蛋白的亚基与亚基解离。亚基与亚基分别介导了胞内多条信号通路的激活,如腺苷酸环化酶活性的抑制、G蛋白偶联受体激酶(GRK)、PKC和MAPK的激活等。在激动剂的长期作用下阿片受体介导的信号会逐渐减弱,即产生脱敏。阿片受体的脱敏被认为是机体对阿片类药物产生耐受性和成瘾性的分子机制之一。

目前,G蛋白偶联受体的脱敏研究工作主要是以2-肾上腺素受体和视紫红质受体作为模型的研究认为:G蛋白偶联受体的磷酸化包括同源磷酸化和异源磷酸化、调节蛋白-arrestin与磷酸化的受体的结合而导致的受体的内吞以及受体的下调等是GPCR脱敏的主要机制。在GPCR的同源脱敏中,GRK催化的受体磷酸化被认为是受体脱敏的一个关键环节。

阿片受体同源磷酸化和异源磷酸化都已被许多实验室所报道。(四)鉴结在tubulin上的PKC受体RACK1,也可以结合磷酸化酪胺酸蛋白质解蛋白酪氨酸磷酸酶ptpase能专一水解蛋白磷酸?酪氨酸残基上磷酸根集团,与PTK其中,催化阿片受体发生异源磷酸化的蛋白激酶有PKC和酪氨酸激酶等。但在激动剂诱导的阿片受体同源磷酸化研究中,大量实验数据提示GRK起关键作用然而,激动剂诱导的阿片受体磷酸化的确切位点、GRK催化受体发生磷酸化的位点,目前仍未见报道。我们实验室最近的研究证实:阿片受体DOR的内吞、DOR与-arresti的相互作用需要DOR的C末端区并且,激动剂依赖的DOR的磷酸化位点位于其末端区。

小鼠阿片受体的C末端区含有四个苏氨酸残基和两个丝氨酸残基,它们是潜在的磷酸化位点。为了研究激动剂诱导下DOR的磷酸化具体发生于哪一个位点,我们首先构建了C末端区缺失六个丝/苏氨酸残基及三个丝/苏氨酸残基的DOR突变体31和15。在转染HEK293细胞48小时后,放射配体结合实验、免疫沉淀实验以及免疫荧光实验的结果都显示,受体C末端区的缺失不影响配体与受体的结合及受体的表达。[35S]GTPS结合分析方法及cAMP放射免疫分析方法对受体介导的功能的检测结果发现,DOR的C末端区的缺失不影响激动剂诱导的G蛋白的活化和细胞内cAMP水平的下调。以上结果表明:C

末端区的缺失不影响受体的表达及其与G蛋白的偶联。

在用31、15或野生型受体转染HEK293细胞48小时后,我们采用32Pi标记细胞,在DOR特异激动剂DPDPE刺激后,通过免疫沉淀富集受体,SDS-PAGE分离受体,最后通过磷屏扫描仪或者光片放射自显影,观察受体的磷酸化水平结果发现:野生型受体发生磷酸化,

31不发生磷酸化,而15虽然缺失T358、T361和S363但仍含有S344T352、T353三个潜在磷酸化位点,却不发生磷酸化。目的探讨脂多糖(LPS)刺激后猪肺泡巨噬细胞蛋白激酶C(PKC)、蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)活性变化及阿司匹林的干预效果。方法LPS刺激猪肺泡巨噬细胞(AM),并单独这表明DOR的C末端的含有T358T361、S363等三个潜在磷酸化位点的最后15个氨基酸践基是激动剂诱导的DOR发生磷酸化所必需的。进一步研究发现T358、T361、S363都被甘氨酸或两氨酸取代的阿片受体M3也不发生磷酸化T358、T361、S363等分别被甘氨酸或丙氨酸取代的受体,DPDPE刺激的磷酸化与野生型受体相比下降了80-100%,而在同样条件下S344、T352、T353被甘氨酸或丙酸取代对受体磷酸化没有影响证明:激动剂诱导的DOR的磷酸化发生于DOR的C末端区的最后三个丝/苏氨酸残基之中T358、T361和S363这三个氨基酸残基对激动剂诱导的DOR的磷酸化都有重要贡献。

许多数据提示:激动剂诱导的阿片受体磷酸化是由GRK介导的而PKA、PKC都不参与。我们的研究发现,GRK2的过量表达,使野生型受体的磷酸化增加了150%,但却不能使突变体13、

15及M3发生磷酸化。这一结果表明:GRK2催化DOR发生磷酸化的位点位于T358、T361和S363这最后三个丝/苏氨基酸残基中,提示GRK是激动剂诱导的DOR磷酸化过程中最主要的蛋白激酶T358、T361、S363在

GRK介导的DOR磷酸化过程中,可通过两种方式发挥作用,一种方式是其本身即为磷酸基因的接受者,另一种方式是其本身虽不是磷酸基团的接受者,但却可参与受体与GRK间的相互作用。上海博华生物科技有限公司专业供应销售人蛋白酪氨酸磷酸酶试剂盒,欢迎您来电咨询人蛋白酪氨酸磷酸酶试剂盒的详细信息!上海博华生物科技有为了尽量减弱以甘氨酸或者丙氨酸取代可能对受体与GRK相互作用造成的影响,我们用天冬氨酸(D)分别取可能对受体与GRK相互作用造成的影响,我们用天冬氨酸(D)分别取代T358、T361和S363这三个丝/苏氨酸残基。目的探讨阿司匹林(aspirin)影响脂多糖(LPS)致猪肺泡巨噬细胞(Ams)环氧合酶转录及前列腺素E2(PGE2)表达的作用机制方法Ams经阿司匹林单独或联合应结果发现,酪氨酸酶将361位苏氨酸残基取代为天冬氨酸残基不影响激动剂诱导的受体磷酸化,共表达GRK2对T361D磷酸化的增强也与野生型受体没有显著差异。在HEK293细胞中单独表达T358D或S363D,在激动剂刺激后,没有检测到受体的磷酸化。但在共转染GRK2增加细胞内GRK浓度的情况下,T358D和S363D都能够被磷酸化T358和S363同时突变为天冬氨酸的受体(D2),在共表达或不共表达GRK2的情况下,都不能发生磷酸化。这些结果表明T358、T361和跟S363这最后三个丝/苏氨基酸残基在GRK2催化DOR发生磷酸化过程中都有重要作用。其中T361是受体与GRK2相互作用的关键位点,而T358和S363都是GRK2

的磷酸化位点,而且激动剂作用下在受体上只有这两个丝/苏氨基残基能够被GRK2催化发生磷酸化。但生理浓度GRK2情况下,抑制酪氨酸酶激动剂诱导的DOR的磷酸化只发生在T358或S363两点中的一点,其中任一点发生磷酸化后,会阻碍受体与GRK2的相互作用,从而抑制GRK2催化另外一点发生磷酸化。

GRK5是结合于细胞膜上的G蛋白偶联受体激酶的代表,有研究证明它也参与了激动剂诱导的DOR的磷酸化。我们的研究结果显示:GRK5催化受体发生磷酸化的位点也位于C末端区T358T361、S363这最后三个丝/苏氨酸残基中。抑制酪氨酸酶的活性但T358T361、S363在GRK5和GRK2催化受体磷酸化过程中的作用并不相同。其中T358是GRK5的磷酸化位点,同时又是GRK2的磷酸化位点T361是GRK5的磷酸化位点,它又是GRK2与受体相互作用的关键氨基酸残基而S363是GRK2的两个磷酸化位点之一,它在GRK5催化受体磷酸化中不起关键作用。进一步研究发现,GRK2和GRK5可在不同的位点上催化受体同时发生磷酸化,而且T358被催化发生磷酸化后可增强受体与GRK5之间的相互作用而增强GRK5介导的受体磷酸化水平,T细胞活化中所发生的多种蛋白分子酪氨酸磷酸化提示必需有蛋白酪氨酸磷酸酯酶MAP-2K在TCR/CD3与配体结合后可以发生酪氨磷酸化而被活化,随着酪氨酸磷酸化的但DOR的C末端区的T358、T361和S363却不能三点同时被GRK2和GRK5催化发生磷酸化。

为了研究GRK介导的DOR磷酸化对受体介导的信号转导的调控作用,我们将GRK5和GRK2分别与DOR共表达在HEK293细胞中,酪氨酸酶相关蛋白2GRK5和GRK2的表达显著地减弱了DOR介导的对细胞内腺苷酸环化酶活性的抑制作用,分子生物学课件- 1C激酶与激酶与PIP2、IP3和DAG激酶与2 CaM激酶及激酶及MAP激酶激酶及激酶3 酪氨酸激酶途径4 蛋白质磷酸化参与细胞分裂的调GRK2磷酸化位点T358和S363的突变明显抑制了GRK2对受体反应性的这种调控作用,GRK2与受体相互作用位点T361的改变也部分地抑制了GRK2的调控作用。S363的突变对GRK5的调控作用影响较小,GRK5两个磷酸化位点T358或T361的突变部分地抑制了GRK5对受体反应性的调控作用。这些结果表明:GRK对受体介导的信号转导的调控是由GRK催化的受体磷酸化介导的虽然GRK5与GRK2都能催化DOR发生磷酸化并调控受体介导的信号转导,但它们发挥作用所必需的DOR的C末端区的结构不尽相同。

关键词阿片受体、受体磷酸化脱敏、G蛋白偶联受体激酶突变。

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