医学毕业论文钙依赖性磷脂结合蛋白annexin的研究进展

XX大学 毕业论文 钙依赖性磷脂结合蛋白Arniexin II的研究进展 2014年6月25日 钙依赖性磷脂结合蛋白Annexin II的研究进展 【关键词】 Annexin, II；钙离子；磷脂类；癌 【摘要】Annexin II是Annexins超家族中A亚家族的重要成员，具有钙 离子介导的磷脂结合特性.主要表达在人体内皮细胞、单核/巨噬细胞、骨髓细胞 和某些肿瘤细胞中.本文着重就Annexin II的基因结构、蛋白结构、生物学功能 及其与疾病的关系进行阐述. 【关键词】Annexin II；钙离子；磷脂类；癌 0引言 Annexin II,又名 P36, ANX2, LIP2, LPC2, CAL1H, LPC2D, ANX2L4, PAPIV.其基因位于15q21q22, Mr为36乂103,在人体内皮细胞、单核/巨噬细 胞、骨髓细胞和某些肿瘤细胞中表达丰富.Annexin II最早是在劳氏肉瘤病毒/鸡 胚成纤维细胞中作为酪氨酸蛋白激酶的作用底物而被发现的[1].后来研究表 明，Annexin II具有Ca2依赖性结合磷脂、细胞骨架蛋白的重要特性，从而将 其归入Annexins蛋白超家族的A亚家族中，命名为Annexin A2 [2],尽管已发 现Annexins家族成员多在细胞生长和信号转导的调节方面发挥作用，但Annexin II的具体生物学功能还不清楚.实验表明，Annexin II与人类许多疾病的发生发 展相关，尤其在肿瘤、心血管疾病中的作用机制成为当前的研究热点[3].本 文重点综述Annexin II的生物学功能及其与人类疾病的关系. 1 Annexin II的基因和蛋白结构 人Annexin II的结构基因位于15q21q22,含1.4kb编码基因，并有三个 假基因分别位于4号、9号、10号染色体上.人Annexin II结构基因含13个外 显子和12个内含子.现已发现几种不同的转录变异体[4]. Annexin II由339个氨基酸残基组成，是Annexins家族A亚家族成员.与 该家族其他成员一样，它在结构上具有一个保守的哉基末端和一个可变的氨基末 端.保守的哉基末端一般具有四个Annexin重复子，每一重复子由大约七十个高 度保守氨基酸残基构成.每一重复子有五个a螺旋结构，它们堆叠成致密的圆盘 状.该结构域具有结合钙离子的能力，从而调节Annexin分子与磷脂分子的结合, 故被称为所有Annexins家族成员的核心区域［5］.这种结构不同于钙调蛋白， 肌钙蛋白等的EF臂型钙离子结合位点，而有自己特殊的模序结构［6］,即钙离 子结合蛋白后，再与带负电荷的磷脂分子极性头部结合.AnnexinII氨基端的前十 四个氨基酸残基形成两性a螺旋结构提供了 S100A10 pll的结合位点，从而 形成A2S100A10复合物的结构基础，除形成复合物，氨基端部分还有其他功能, 如结合内体，与组织纤溶酶原激活物反应，作为磷酸激酶的作用底物等. 1996年，Burger等人通过X射线衍射实验，观察到了截去N端三十个氨 基酸残基的Annexin II晶体结构，其表现为曲面结构，凹面有肽链的氨基端及 蔑基端，凸面含有钙离子磷脂结合位点.Anja Rosengarth等为进一步从结构上阐 明Annexin II与其主要结合物S100A10的结合机制再次通过X射线衍射观察到 了全长Annexin II的晶体结构，如图1所示. Annexin II主要有单体、二聚体、四聚体三种存在形式.二聚体是Annexin II与三磷酸甘油酸激酶的结合物，四聚体则由两个Annexin II亚基和 SlOOAlOpll二聚体结合而成. 图1 Annexin II的丝带模型.左图和右图分别显示全长结构和氮端部分删 除结构.重复子及钙离子结合位点已标注［略］ 2. 1 Annexin II与膜的融合细胞膜融合是真核细胞中的一种重要生物现象. 膜融合是物质运输的基础，如分泌蛋白从内质网运输到高尔基复合体，以衣被小 泡形式，通过膜融合方式将内容物释放到高尔基复合体内，又如运输小泡与质膜 融合实现了物质的内吞和外吐.Annexin II在膜融合过程中起到了介导生物膜 聚集的作用.Annexin A2S100A10四聚体在Ca2浓度很低的情况下就能够聚集膜 结构并使之融合.Annexin II单体以哉基端核心区域结合膜结构，同时氨基末端 又有S100A10结合位点，二聚化的S100A10起到桥梁作用，把已结合磷脂膜的 Annexin II拉拢到一起，实现聚集融合膜结构的功能.在含有转铁受体的内体循 环中,Annexin II以四聚体形式介导了质膜循环[8].另有研究显示，在Annexin II的膜融合功能还可通过两个分子的同聚化形成的.二聚化的分子呈反向平行 结构，从而拉拢质膜，如图2, 3所示，可能有三种途径①Annexin II通过 钙离子二聚化再分别与膜结合；②Annexin II先在钙离子介导下与膜结合，再 二聚化，最后结合另一部分膜使膜聚集；③Annexin II先在钙离子介导下与膜 结合，再募集另一个已与膜结合的单体分子从而实现膜聚集[7]. 图2Annexin II与S100A10形成四聚体介导生物膜聚集的过程[5] 略 图3Annexin II同源二聚化介导生物膜聚集的三种可能的途径[8] 略 2. 2Annexin II与mRNA的特异性结合人们早已发现Annexin II在病毒 转化的细胞系和人某些肿瘤组织中表达上调.最近对七种Annexin蛋白测试证明 仅Annexin II具有特异性结合RNA的特性.Annexin II无论是以单体还是以四 聚体形式，都可在钙离子介导下特异与mRNA中的poly G结合.两者结合的部 位可能是位于Annexin II哉基末端一些特殊模序结构，如RNP模序，富含精氨 酸的模序，双链RNA模序、KH模序、RGG盒、锌指结构.Annexin II与HeLa, LNCaP肿瘤细胞中的cmyc癌基因的mRNA结合可延长其半衰期，从而使cmyc 蛋白表达上调[9]. 形成二聚体复合物.这一复合物是DNA合成过程中的引物识别复合物Primer Recognition Proteins, PRP .DNA复制过程中，双链DNA解螺旋，领头链和随 从链分别由不同的DNA聚合酶催化得以复制.其中随从链合成有赖于DNApola. 少量Annexin II有结合DNA尤其是ZDNA的能力，同时它可作为PRP中的组 分激活DNA pola的活性.实验观察显示，PRP使引物与模版以较低比例完成 DNA复制，提高了复制的效率.更进一步研究表明PRP与复制因子C复合物结 构类似，它们都既能使复制叉中领头链和随从链的复制相互协调进行，又能促进 模板引物相互识别［10］. 2. 4Annexin II与纤溶系统AnnexinII介导的纤溶酶原激活机制，可能有 赖于其哉基末端的赖氨酸残基Lys307. AnnexinII结构上的显著特点使其可作为 纤溶酶原plasminogen PLG和组织纤溶酶原激活物tissue plasm