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    抑制素α亞基三級(jí)結(jié)構(gòu)與其他TGF—β配體的比較

    2014-11-22 21:54:06岳耀敬等
    江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年10期
    關(guān)鍵詞:二硫鍵殘基亞基

    岳耀敬等

    摘要:抑制素A和抑制素B是由不同抑制素/激活素β亞基(βA、βB)和結(jié)構(gòu)相似的α亞基組成的同源二聚體,即抑制素A (αβA)、抑制素B(αβB)。利用生物信息學(xué)技術(shù)對(duì)抑制素α亞基(INHα)進(jìn)行三級(jí)結(jié)構(gòu)建模,并利用ClustalW和SPDV軟件比較INHα與其他轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)超結(jié)構(gòu)家族成員在結(jié)構(gòu)和序列方面的異同。結(jié)果表明,激活素(ACT)、骨形成蛋白7(BMP7)、BMP9與type Ⅱ受體結(jié)合面的核心氨基酸在INH α 中不僅在多處發(fā)生了突變,而且在空間上也發(fā)生了很大位移,因此如果INH α同時(shí)與type Ⅱ受體在與激活素、BMP7、BMP9的相同位置結(jié)合,那么INH α?xí)燃せ钏嘏c激活素受體ActRⅡ、ActRⅡB的親和力低。ACT A中幾個(gè)參與活化素受體樣激酶4(ALK4)相互作用的氨基酸在INH α中發(fā)生了突變,ACT A α螺旋中極性氨基酸在INH α 中被非極性氨基酸所替代,且α 螺旋在空間上發(fā)生了很大位移,INH α 不與ALK4結(jié)合。可見,抑制素信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制為:抑制素與Betaglycan高親和力結(jié)合并與ActR Ⅱ、ActR ⅡB、BMPR Ⅱ形成復(fù)合物,但不與ALK4結(jié)合,因此將它們與激活素和BMP隔離。

    關(guān)鍵詞:抑制素α亞基;3D結(jié)構(gòu)模擬;TGF-β;結(jié)構(gòu)特征

    中圖分類號(hào): Q75文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2014)10-0032-05

    收稿日期:2013-12-11

    基金項(xiàng)目:甘肅省青年自然科學(xué)基金(編號(hào):1308RJYA037)。

    作者簡(jiǎn)介:岳耀敬(1980—),男,山東聊城人,博士研究生,助理研究員,研究方向?yàn)閯?dòng)物遺傳育種與繁殖。Tel:(0931)2115173;E-mail:yueyaojing@caas.cn。抑制素(inhbin,INH)、激活素(activin,ACT)、骨形成蛋白(bone morphogenetic proteins,BMP)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(transforming growth factor-beta 1,TGF-β1)、TGF-β2、TGF-β3 同屬TGF-β超家族的生長(zhǎng)和分化因子,這個(gè)多肽激素家族控制著許多發(fā)育和生物學(xué)進(jìn)程,并且對(duì)正常的生長(zhǎng)過程和不同組織的功能極其重要[1]。激活素是由抑制素/激活素的β亞基[激活素A(βAβA)、激活素AB (βAβB)、激活素 B(βBβB)]構(gòu)成的二聚體蛋白,而抑制素是抑制素/激活素β亞基與結(jié)構(gòu)相似的α亞基的同源二聚體[抑制素A(αβA)、抑制素B(αβB)][2]。抑制素和激活素合成大量前體蛋白,并通過細(xì)胞內(nèi)對(duì)巰基連接的二聚體進(jìn)行切割,釋放出成熟的具有完整生物活性的羧基端蛋白。激活素和抑制素在控制生殖功能上的重要性已經(jīng)被許多研究和臨床觀察所證實(shí)[1]。目前已經(jīng)了解到,抑制素、激活素和卵泡抑制素通過對(duì)腦垂體和性腺軸的作用來控制生殖功能[1]。除了激活素和抑制素,其他TGF-β超家族成員包括TGF-β、BMPs的亞型、GDFs以及MIS也控制著性腺軸的發(fā)育及其功能[3]。

    目前TGF-β超家族中一些成員的受體已經(jīng)確定,發(fā)現(xiàn)幾乎所有這些受體在細(xì)胞外、跨膜和細(xì)胞內(nèi)區(qū)域均有相似結(jié)構(gòu),即絲氨酸/蘇氨酸磷酸激酶結(jié)構(gòu)域。TGF-β家族的配體通過與2類細(xì)胞表面受體(typeⅠ、Ⅱ )相互作用而啟始信號(hào)傳導(dǎo)[2]。目前由TGF-β超家族成員Activin A(PDB ∶1nys)[4]、Activin A(PDB ∶2arv)[5]、BMP2 (PDB ∶1rew)[6]、BMP7(PDB ∶1lx5)[7]、BMP9/GDF2(PDB ∶1zkz)[8]與受體相互作用的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)被鑒定,然而尚未見關(guān)于抑制素結(jié)構(gòu)的報(bào)道,并且抑制素受體尚未確定,因此抑制素信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制也尚未確定。

    為了研究抑制素信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制,本研究嘗試應(yīng)用生物信息學(xué)方法對(duì)抑制素α亞基(inhbinα,INHα)進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模,并通過比較INHα與TGF-β超家族成員Activin A(PDB ∶1nys)、Activin A(PDB ∶2arv)、BMP2(PDB ∶1rew)、BMP7(PDB ∶1lx5)、BMP9/GDF2(PDB ∶1zkz)的結(jié)構(gòu)差異,分析INHα結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

    1材料與方法

    1.1氨基酸參考序列

    INHα成熟肽序列有豬INHα:(Sus scrofa) P04087、人INHα:(Homo sapiens)NP_002182.1、綿羊INHα:(Ovis aries)ABS82446.1、牛INHα:(Bos taurus)NP_776519.2、馬INHα:(Equus caballus) NP_001075379.1、狗INHα:(Canis familiaris) XP_5456601、小鼠INHα:(Mus musculus)NP_034694.3、雞INHα:(Gallus gallus)NP_001026428.1。TGFβ 超結(jié)構(gòu)家族氨基酸參考序列有Activin A(PDB ∶2arv)、BMP2(PDB ∶1rew)、BMP7 (PDB ∶1lx5)、BMP9/GDF2(PDB ∶1zkz)、TGFβ1(PDB ∶2tgi)、 Activin A、Activin B、Activin C、Activin E、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8A、BMP8B、BMP10、TGFβ1、TGFβ2、GDF2、GDF3、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDF9B、GDF10、GDF11、GDF15、Nodal、MIH/AMH,均引自人類基因組網(wǎng)站(www.ensembl.org)。

    1.2試驗(yàn)方法

    INHα序列同源性搜索應(yīng)用NCBI數(shù)據(jù)庫的BLAST程序;氨基酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的比較借助DNAstar軟件包ClustalW、ClustalV多序列比較程序,對(duì)參考序列進(jìn)行多序列比較分析和進(jìn)化樹分析;INHα氨基酸二級(jí)結(jié)構(gòu)應(yīng)用PredictProtein軟件[9]進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。應(yīng)用I-TASSER軟件[10]對(duì)豬INHα的3級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬。用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)軟件SAVS (http://nihserver.mbi.ucla.edu/SAVS/)、ProSa(Protein Structure Analysis,http://www.came.sbg.ac.at)對(duì)預(yù)測(cè)的三級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。應(yīng)用Dali(http://www.ebi.ac.uk/dali/)對(duì)所預(yù)測(cè)的INHα進(jìn)行結(jié)構(gòu)相似性搜索。應(yīng)用SPDV軟件比較分析INHα、Activin A(PDB∶1nys)、Activin A(PDB∶2arv)、BMP2 (PDB∶1rew)、BMP7 (PDB∶1lx5)、BMP9/GDF2(PDB∶1zkz)的結(jié)構(gòu)特征。

    2結(jié)果與分析

    2.1INHα一級(jí)氨基酸序列分析

    抑制素前體被翻譯出來后,在細(xì)胞內(nèi)要經(jīng)過一系列蛋白質(zhì)成熟加工過程才能成為具有生物活性的INHα。INHα前體在各種哺乳動(dòng)物中的差異較大,但是成熟INHα的同源性卻較好。豬抑制素前體序列由364個(gè)氨基酸組成,成熟肽序列只有134個(gè)氨基酸。應(yīng)用BLAST程序在GenBank蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行同源搜索發(fā)現(xiàn),INHα(1~27)為抑制素所特有,尚未發(fā)現(xiàn)其他蛋白質(zhì)與其同源。利用DNAstar軟件包中的ClustalW多序列比較程序?qū)NHα成熟肽序列中的氨基酸進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)INHα(Sus scrofa) P04087與INHα(Homo sapiens)NP_002182.1、INHα(Ovis aries)ABS82446.1、INHα(Bos taurus)NP_776519.2、INHα(Equus caballus) NP_001075379.1、INHα(Canis familiaris) XP_5456601、INHα(Mus musculus)NP_034694.3、INHα(Gallus gallus)NP_001026428.1氨基酸序列的一致性分別為83.6%、90.3%、88.8%、88.1%、811%、89.6%、86.5%。其中形成TGF-β超結(jié)構(gòu)家族結(jié)構(gòu)特征 “Cys結(jié)”的7個(gè)Cys在位置上十分保守。對(duì)序列進(jìn)行比較可知,在不同哺乳動(dòng)物INHα中,Pro3、Val26、Ala 34、Pro68、Asp70、Pro74、Ser87、Pro105是保守氨基酸,變異位點(diǎn)主要集中在第64~90位氨基酸之間。豬INHα與其他哺乳動(dòng)物成熟INHα序列的一致性都在83%以上(83.6%~903%),說明INHα在種間比較保守;與雞的成熟INHα序列一致性稍低,為71.7%,且在67~75、82~85、87~90位之間發(fā)生了氨基酸缺失(圖1)。

    利用DNAstar軟件包中的Clustal V多序列比較程序進(jìn)行人INHα與TGFβ超結(jié)構(gòu)家族其他成員的氨基酸序列比較,結(jié)果表明,豬INHα與人ACT A (Activin A,ACT A)、ACT B、ACT C、ACT E、BMP2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8A、BMP8B、BMP9/GDF2、BMP10、GDF2、GDF3、GDF5、GDF6、GDF7、GDF8、GDF9、GDF9B、GDF10、GDF11、GDF15、TGFβ1、TGFβ2、MIH/AMH、Nodal氨基酸序列的一致性分別為167%、21.9%、18.4%、21.1%、23.3%、21.6%、245%、227%、22.7%、22.7%、22.5%、24.0%、20.7%、20.7%、206%、24.8%、19.5%、22.5%、19.5%、20.2%、20.4%、200%、19.3%、20.7%、23.6%、18.1%、16.7%,16.7%、168%。總體來看,豬INHα與TGFβ超結(jié)構(gòu)家族其他成員的氨基酸序列一致性并不高,只有20%左右;然而從序列比較中可知,形成TGFβ超結(jié)構(gòu)家族結(jié)構(gòu)特征 “Cys結(jié)”的7個(gè)Cys在位置上卻十分保守;從序列比較中還可看出,在不同TGFβ超結(jié)構(gòu)家族成員中,除了Cys外,Arg32、Leu35、Phe39、Gly43、Trp44、Trp47、Ile48、Pre51、Tyr58、Gly61、Pro100也比較保守,但其他氨基酸則有較大變異。

    2.2INHα 氨基酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)

    PROSITE motif search分析表明,在INHα 第36~39位有糖基化位點(diǎn)Asn-Ile-Ser-Phe。應(yīng)用PredictProtein對(duì)INHα蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè),由圖2的二級(jí)結(jié)構(gòu)看出,豬INHα的α-螺旋有1個(gè)77~84區(qū)段;β-折疊有6個(gè),分別是32~41、47~49、55~57、106~112、117~122、126~1128位的氨基酸殘基;其余區(qū)段為柔性區(qū)域,PredictProtein預(yù)測(cè)為柔性區(qū)域的為1~12、19~30、42~45、51~53、59~76、87~106、113~116、124~125位的氨基酸殘基。

    2.3INHα 氨基酸的三級(jí)結(jié)構(gòu)模擬

    將序列INHα(Sus scrofa)P04087氨基酸序列提交至自動(dòng)建模軟件I-TASSER進(jìn)行蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)建模,然后應(yīng)用SPDV軟件進(jìn)行能量最小化優(yōu)化。預(yù)測(cè)的INHα亞基3級(jí)結(jié)構(gòu)模型見圖3。用SAVS對(duì)所預(yù)測(cè)的INHα 結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型質(zhì)量分評(píng)估。SAVS分析拉馬錢德蘭圖的結(jié)果表明,在建立的模型中,98%氨基酸殘基的二面角落在允許區(qū),97%氨基酸殘基的二面角落在最適宜區(qū)域,只有氨基酸殘基Leu5、Asn70、Cys96落在了不允許區(qū)域,84.44%氨基酸3D-1D score大于0.2,INHα三級(jí)結(jié)構(gòu)模型多肽鏈總的ProSa能量評(píng)分(能量分值為正值表明該區(qū)域結(jié)構(gòu)不合理,存在錯(cuò)誤肽鏈折疊結(jié)構(gòu),分值為負(fù)值則表明此區(qū)域?qū)儆诤侠淼慕Y(jié)構(gòu))平均得分是 -4.01,表明INHα模型的立體構(gòu)象比較合理,符合立體化學(xué)、 二面角分布和能量的要求。

    INHα的氨基酸三級(jí)結(jié)構(gòu)(圖3)中分布著2個(gè)α螺旋區(qū)域:40~42、75~86區(qū)域,以及3個(gè)反向平行的β片層結(jié)構(gòu)(31~39、52~60)、(101~104、127~130)、(109~112、116~120)氨基酸殘基區(qū)域,其他為具有柔性的β轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲區(qū)域:1~30、43~51、61~75、87~100、105~108、113~115、121~123、131~134氨基酸殘基區(qū)域;這同PredictProtein預(yù)測(cè)的二級(jí)結(jié)構(gòu)基本一致。INHα的氨基酸三級(jí)結(jié)構(gòu)(圖3)形似一個(gè) “手腕”,INHα的1~30位氨基酸形成“指3”,31~60位氨基酸形成“指2”,61~95位氨基酸形成凹形的“掌”,96~134位氨基酸形成“指2”。在INHα三級(jí)結(jié)構(gòu)(圖4)中,有3對(duì)由CysS30~Cys96、Cys59~Cys131、Cys63~Cys133形成的二硫鍵,構(gòu)成INHα的“Cys結(jié)”。未參與二硫鍵形成的的Cys95 在空間結(jié)構(gòu)上位于INHα三級(jí)結(jié)構(gòu)的疏水核心,很可能參與INHα與β亞基間二硫鍵的形成。疏水氨基酸主要分布在INHα 三級(jí)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,構(gòu)成疏水的內(nèi)核,親水氨基酸主要分布在四周,負(fù)電荷也分布在四周,有利于抑制素α亞基掌狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

    2.4INHα 三級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與比較

    將通過Dali軟件預(yù)測(cè)的三級(jí)結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行結(jié)構(gòu)相似性搜索,發(fā)現(xiàn)INHα 3級(jí)模型與人BMP9(PDB ID:1ZKZ)結(jié)構(gòu)相似,它們同屬于TGFβ超結(jié)構(gòu)家族成員。

    他們的擬合的RMSD(root-mean-square deviation,RMSD)為1.16 S.D.(standard deviationnm,S.D.)。雖然它們的氨基酸序列一致性只有20.6%,但具有TGFβ超結(jié)構(gòu)家族結(jié)構(gòu)特征的7個(gè)Cys在位置上十分保守(圖2)。從圖4可看出,抑制素α亞基的3對(duì)二硫鍵與BMP9的Cys8~Cys74、Cys37~Cys107、Cys41~Cys109形成的3對(duì)二硫鍵完全一致,形成“Cys結(jié)”,而與INHα Cys95處在同一位置的BMP9 Cys73也未參與二硫鍵的形成(圖4),說明抑制素α亞基的模型是合理的。

    INHα 的三級(jí)結(jié)構(gòu)模型與人其他TGFβ超結(jié)構(gòu)家族成員:Activin A(PDB ∶2arv)、BMP7 (PDB ∶1lx5)、BMP2(PDB ∶1rew)、BMP9/GDF2(PDB ∶1zkz)、TGFβ1(PDB ∶2tgi)結(jié)構(gòu)相比較發(fā)現(xiàn),它們擬合的RMSD分別為1.36 S.D.、1.58 S.D.、156 S.D.、1.03 S.D.、1.61 S.D.。由圖5可以看出,INHα三級(jí)結(jié)構(gòu)模型與人其他TGFβ超結(jié)構(gòu)家族成員都具有2個(gè)指的“掌”狀結(jié)構(gòu)和3對(duì)二硫鍵形成“Cys結(jié)”;然而INHα除具有以上結(jié)構(gòu)特征外,還具有另外的“指”——指3。從圖

    5還可以看出,INHα的三級(jí)結(jié)構(gòu)模型與人其他TGFβ超結(jié)構(gòu)家族成員的結(jié)構(gòu)差異主要表現(xiàn)在INHα Ser1~His27、Gly61~Cys95、Arg104~Pro124氨基酸區(qū)段,即INHα“指3”“掌”和“指2”的第3對(duì)β片層結(jié)構(gòu)(109~112、116~120)處。

    TGF-β家族的配體通過與2類細(xì)胞表面受體(typeⅠ、Ⅱ)相互作用而啟始信號(hào)傳導(dǎo)過程。TGF-β同typeⅠ、Ⅱ結(jié)合后形似1個(gè)漢堡包[5]。INH和ACT具有共同的β亞基,ACT是由 INH/ACT的β亞基同源二聚體蛋白構(gòu)成的,而抑制素是由INH/ACTβ亞基和結(jié)構(gòu)相似的α亞基的異源二聚體構(gòu)成[2]。然而研究發(fā)現(xiàn),抑制素與激活素受體ActRⅡ、ActRⅡB的親和力不到激活素的1/10[11]。將INHα同TGFβ超結(jié)構(gòu)家族成員ACT A、BMP7、BMP9與type Ⅱ受體結(jié)合的結(jié)構(gòu)擬合后比較結(jié)果可知:ACT A通過氨基酸Phe17、Ile30、Ala31、Pro32、Arg87、Pro88、Ser90、Leu92、Try94、Ile100、Lys102、Asp104形成的疏水區(qū)域與ActRⅡ、ActRⅡB相互作用[4];ACT A、BMP7、BMP9中幾個(gè)參與ActRⅡ、ActRⅡB相互作用的關(guān)鍵氨基酸[5-8]在INHα 中發(fā)生了突變,例如ACT Ala31(BMP7 Ala 58,BMP9 Ala 28)被His50取代,BMP7 Ser 113(BMP9 Ser 83)被 Arg107取代,ACT Leu92(BMP7 Leu115,BMP9 Leu85)被Arg109或Thr111所取代,另外十分保守的ACT基序Lys102-X-Asp104在INHα中被改變?yōu)門yr-X-Thr;INHα與ACT相比在空間上發(fā)生了很大的位移,如ACT Pro32-INHα Pro51之間的RMSD為1.96 S.D.,ACT Arg87-INHα Arg104之間的RMSD為0.96 S.D.,ACT Ser90-INHαArg107之間的RMSD為1.50 S.D.,ACT Ley92-INHα Arg109之間的RMSD為1.69 S.D.,ACT Tyr94-INHα Thr111之間的RMSD為354 S.D.,ACT Ile100-INHα Phe118之間的RMSD為5.78 S.D.,ACT Lys102-INHα Tyr120之間的RMSD為3.97 S.D.,ACT Asp104-INHα Thr122之間的RMSD為2.52 S.D.;ACT、BMP7、BMP9與type Ⅱ受體結(jié)合面的核心氨基酸在INHα中不僅多處發(fā)生了突變,而且在空間上發(fā)生了很大位移。如果INHα與type Ⅱ受體與激活素、BMP7、BMP9在相同的位置結(jié)合,那么INHα 比激活素與ActRⅡ、ActRⅡB的親和力低。

    ACT A通過α 螺旋(Ser60~Ser 72)及Met90、Ile105、Met 108形成的凹槽與ALK4結(jié)合[12]。激活素中幾個(gè)參與ALK4相互作用的氨基酸在INHα中發(fā)生了突變,例如激活素α螺旋中的Thr61、Asn64、His65、Arg67、Arg69、His71等極性氨基酸在INHα中被Val75、Val78、Pro79、Thr81、Val83、Pro85等非極性氨基酸所替代,且α螺旋在空間上發(fā)生了很大位移,如ACT A Ser72與 INHα Ieu86之間的RMSD為13.57 S.D.,由此推測(cè) INHα 可能不與ALK4結(jié)合。BMP2、BMP9通過“指1”的頂部和α 螺旋前的Loop區(qū)及α 螺旋與BMPR-IA結(jié)合[6,8]。BMP2中幾個(gè)參與BMPR-IA相互作用的保守的關(guān)鍵氨基酸在INHα中發(fā)生了突變,例如BMP2 Phe549(BMP9 Phe43)被Ieu65取代,BMP2 Leu551、Ala552、Asp553被Thr67、Ieu68、Pro69取代,BMP2 Ile562、Ieu566被Ala78、Pro82所取代,BMP2 Tyr603被Val123所取代,然而α螺旋在空間上與BMP2、BMP9、INHα之間并未像ACT 那樣發(fā)生了很大位移,它們之間的RMSD<1 S.D.,由此推測(cè)INHα 可能與 BMPR-IA 結(jié)合。

    3結(jié)論與討論

    抑制素對(duì)激活素信號(hào)傳導(dǎo)的拮抗作用依賴與激活素type Ⅱ受體(ActR Ⅱ或ActR ⅡB)的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合[11,13-15]。Gray等研究證明,激活素、抑制素與ActRⅡ受體具有同樣的結(jié)合位點(diǎn)[16]。本研究結(jié)果表明,激活素、BMP7、BMP9、type Ⅱ受體結(jié)合面的核心氨基酸在INHα中不僅多處發(fā)生了突變,而且在空間上發(fā)生了很大位移,因此如果INHα與type Ⅱ受體與激活素、BMP7、BMP9在相同的位置結(jié)合,那么INHα?xí)燃せ钏嘏cActRⅡ、ActRⅡB的親和力低,因此抑制素通過INHβ亞基與受體ActRⅡB結(jié)合[11]。親和標(biāo)記表明,抑制素同重組和內(nèi)生性的ActRⅡ和betaglycan形成三元復(fù)合物,但不與ALK4結(jié)合[17],這與本研究結(jié)果一致。雖然BMP2、BMP9中幾個(gè)參與BMPR-IA相互作用的關(guān)鍵保守氨基酸在INHα中發(fā)生了突變,但I(xiàn)NHα α螺旋在空間上與BMP2、BMP9、INHα之間并未像ACT 那樣發(fā)生了很大位移,至于INHα 能否與BMPR-IA結(jié)合還需進(jìn)一步試驗(yàn)來驗(yàn)證。

    抑制素同ActR Ⅱ受體的親和力不及激活素的10%,在一些組織和細(xì)胞中,抑制素并不能拮抗激活素,因此需要另外的成分來輔助其完成生物功能。最近研究證明,betaglycan(TGF-β type Ⅲ)是抑制素的共受體[17]。Betaglycan與抑制素具有很高的親和力,在ActRⅡ和betaglycan共表達(dá)的細(xì)胞中,這種親和力會(huì)增加30倍以上。親和標(biāo)記表明,抑制素同重組和內(nèi)生性的ActRⅡ和betaglycan形成三元復(fù)合物,但不與ALK4結(jié)合[17]。Betaglycan的蛋白和mRNA在大鼠的腦、垂體、性腺中表達(dá),說明在這些器官中betaglycan對(duì)抑制素的功能具有調(diào)節(jié)作用[18-19]。Betaglycan同人INHα的Tyr50、Val108、Arg109、Thr 110、Thr 111、Ser 112、Ser 117、Phe 118、Lys 119 和Thy 120結(jié)合位點(diǎn)在胞外區(qū)的第500~700位氨基酸[20-21];INHα上betaglycan的結(jié)合位點(diǎn)與INHα上潛在ActRⅡB結(jié)合位點(diǎn)重疊;INHβ與INHα通過二硫鍵形成異二聚體,抑制素的信號(hào)傳導(dǎo)可能通過INHβ與受體ActRⅡB結(jié)合,INHα與betaglycan結(jié)合促進(jìn)了INHβ與ActRⅡB的親和力。

    抑制素信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制為:抑制素和betaglycan高親和力地結(jié)合,與ActR Ⅱ,ActR ⅡB形成復(fù)合物,但不與ALK4結(jié)合[17],因此將它們同激活素隔離。有研究發(fā)現(xiàn),在小鼠腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞系中,抑制素對(duì)激活素和BMP有不同的拮抗效果。本研究發(fā)現(xiàn),INHα 中與ActRⅡB和betaglycan的結(jié)合位點(diǎn)為“指2”的第3對(duì)β片層結(jié)構(gòu)(109~112、116~120)和“指1”的隆起處(His50~I(xiàn)le55)。筆者通過INHα 的抗原表位進(jìn)行預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn),INHα的B細(xì)胞線性抗原表位有1~30、43~51、61~75、87~100和105~125位的氨基酸殘基。然而最近的抑制素基因疫苗的研究主要以INHα 1~32作為抗原,為了提高抑制素基因疫苗的免疫原性,還應(yīng)引入INHα 105~125作為候選抗原。

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