《細胞間血紅素分子伴侶HRG-3的功能機理研究》是依託浙江大學，由陳才勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：細胞間血紅素分子伴侶HRG-3的功能機理研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：陳才勇
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
血紅素是血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素等蛋白的功能輔基，在氧運輸、電子傳遞、晝夜節律調控等細胞活動中起重要作用。游離態的血紅素具有過氧化物酶活性和細胞毒性，因此，動物細胞必須利用特定的分子機制吸收、轉運和貯存血紅素。秀麗線蟲自身不能合成血紅素，但其細胞代謝和生長繁殖又需要血紅素，因此是研究血紅素運輸的理想動物模型。通過在秀麗線蟲上的研究，我們發現了首個細胞間血紅素伴侶-HRG-3，它負責將腸道吸收的血紅素通過循環系統運輸至卵細胞和蟲胚，因此對胚胎的營養發育十分重要。為了闡明HRG-3的作用機理，本項目擬通過蛋白質組學、細胞生物學、遺傳學等研究手段，篩選與HRG-3相互作用的蛋白分子，並鑑定它們在血紅素運輸過程中的功能。我們將進一步尋找這些分子在寄生蟲和哺乳動物上的同源蛋白。預期發現的HRG-3受體及相關蛋白將完善對細胞間血紅素運輸通道的認識，並為防治寄生蟲病、貧血、卟啉症等疾病提供理論依據。
結題摘要
血紅素是自然界所有生命體都必需的一種卟啉化合物，它在細胞中的穩態代謝受特定分子通路調控。我們通過前期研究，在模式動物秀麗線蟲上發現了細胞間血紅素分子伴侶HRG-3，但其作用機制還不清楚。本項目提出以HRG-3為切入點，鑑定新的血紅素代謝相關分子，深入探究動物細胞中的血紅素運輸通路。我們通過遺傳篩選，在秀麗線蟲上發現了兩個同源的血紅素感應基因tngo-a和tngo-b，它們的表達同時受血紅素水平和HRG-3影響，研究結果表明TNGO很可能是一個細胞內血紅素分子伴侶。本項目取得的主要研究結果包括：（1）秀麗線蟲tngo-a和tngo-b主要表達於腸細胞，線蟲TNGO蛋白定位於頂端細胞膜和細胞核，而人的同源蛋白TANGO定位於線粒體和細胞質。（2）tngo-a和tngo-b調控線蟲腸細胞的血紅素穩態。我們構建了tngo基因敲除線蟲，發現敲除tngo影響了秀麗線蟲對血紅素的感應，對血紅素類似物GaPP毒性的耐受，以及對螢光血紅素類似物ZnMP的吸收。（3）哺乳動物TANGO調控細胞及線粒體內的血紅素穩態。我們在人的體外細胞系中敲除了TANGO，發現TANGO缺失後，線粒體中血紅素累積，並且細胞能夠耐受較高濃度血紅素的毒性。（4）我們通過體外蛋白純化和生化實驗發現TANGO是一個血紅素結合蛋白。綜合遺傳學、細胞生物學、生物化學等實驗的結果，我們推測TNGO很可能是一個血紅素分子伴侶，負責調控細胞內血紅素穩態。TNGO及其同源蛋白的發現有望填補細胞內血紅素穩態領域的空白，為血紅素代謝學科提供新的認識和發展方向，並為認識及防治相關遺傳性貧血及血紅素代謝疾病提供潛在的理論依據。
