PHD2基因在鲸类低氧信号通路中的功能

PRIMARY ANALYSIS OF PHD2 FROM THREE DIFFERENT CETACEANS IN HYPOXIA SIGNAL PATHWAY

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摘要为研究鲸类低氧适应的分子机制,文章克隆了不同低氧耐受能力的3个鲸类物种,抹香鲸(Physeter macrocephalus)、白鲸(Delphinapterus leucas)和长江江豚(Neophocaena phocaenoids asiaeorientalis)的脯氨酸羟化酶2(PHD2).通过对其序列进行分析,发现3个物种PHD2的氨基酸序列非常保守.通过对这3个物种的PHD2的功能进行探究发现:3个物种的PHD2在常氧情况下均可以降解3个物种的HIF-α(包括HIF-1α和HIF-2α)蛋白,而在低氧(O2浓度小于2％)情况下,PHD2则无法明显降解HIF-α蛋白.在常氧下,鲸类的PHD2降解HIF-α是依赖于识别鲸类的HIF-1α上LTLLAP和LEMLAP,HIF-2α的LAQLAP和LETLAP氨基酸片段,推测PHD2是通过对HIF-α序列中的脯氨酸位点进行羟基化修饰后,被VHL-E3泛素连接酶复合体所识别,发生泛素化降解.而在低氧条件下,PHD2的活性受到抑制HIF-α不能被VHL-E3泛素连接酶复合体识别,发生降解.研究对3种不同低氧耐受能力的鲸的PHD2功能进行初步探究,发现3种鲸的PHD2在降解HIF-α(HIF-1α和HIF-2α)的功能与已报道人PHD2功能相似.研究结果为更深入研究鲸类的PHD2与HIF的复杂反馈调控提供依据,为脯氨酸羟化酶家族(PHDs)其他成员与HIF相互作用提供重要的参考资料,也为深入研究鲸类的低氧耐受提供基础.