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蛋白激酶C对蛋白质合成的诱导作用

蛋白激酶C对蛋白质合成的诱导作用

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  • 发布时间:2023-05-18 15:07
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【概要描述】在对内毒素无反应的C3H/Hej小鼠的巨噬细胞中,尽管MARCKS的数量与内毒素敏感性小鼠C3H/HeN一样,但它既不被十四酰化也不发生磷酸化。这种大鼠对内毒素刺激的类二十烷酸的合成具有抵抗性。

蛋白激酶C对蛋白质合成的诱导作用

【概要描述】在对内毒素无反应的C3H/Hej小鼠的巨噬细胞中,尽管MARCKS的数量与内毒素敏感性小鼠C3H/HeN一样,但它既不被十四酰化也不发生磷酸化。这种大鼠对内毒素刺激的类二十烷酸的合成具有抵抗性。

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内毒素刺激巨噬细胞中蛋白激酶C的活化,与新的蛋白质的诱导以及细胞因子和类二十烷酸的合成有关。已有越来越多的证据表明这些内毒素诱导的细胞内的系列反应存在互相联系。在RAW264.7细胞系中,脂质A可激活蛋白激酶CPMA是蛋白激酶C的一种强有力的激活剂,可使内毒素刺激下的鼠腹腔巨噬细胞能显示出相似的但不全相同的蛋白质磷酸化反应。内毒素可诱导巨噬细胞中数种蛋白的十四烷化反应,其中两种是蛋白激酶C的底物。

蛋白激酶C对蛋白质合成的诱导作用

以蛋白激酶C的激活物PMA刺激鼠腹腔巨噬细胞和人类内皮细胞能诱导其产生前列腺素。若以星形孢菌素或氨磺酰异喹啉H7抑制蛋白激酶C则可抑制内毒素刺激下的类二十烷酸的合成。因此,蛋白激酶C的活化似乎在内毒素刺激的花生四烯酸代谢中起一定的作用。

然而,蛋白激酶C在内毒素刺激的花生四烯酸代谢中的确切作用并未阐明,只是推测包含蛋白质的十四酰化、PLA2的活化和再酰化的抑制几个环节。已知蛋白激酶C的活化与十四酰富丙氨酸激酶C底物蛋白(MARCKS)的十四酰化、转运和磷酸化过程相连结。内毒素使MARCKSmRNA合成增加。1988年,Aderem等发现内毒素和PMA两者都诱导鼠腹腔巨噬细胞的相对分子质量为68000的蛋白质的十四酰化和磷酸化,以后确认这种蛋白质即为MARCKS

在对内毒素无反应的C3H/Hej小鼠的巨噬细胞中,尽管MARCKS的数量与内毒素敏感性小鼠C3H/HeN一样,但它既不被十四酰化也不发生磷酸化。这种大鼠对内毒素刺激的类二十烷酸的合成具有抵抗性。

蛋白激酶C的多种激活物会造成酰基辅酶A/溶血磷脂酰基转移酶的抑制,对于花生四烯酸掺入细胞膜磷脂也有抑制作用。资料也显示,PLA2的活化是通过激活蛋白激酶C而达到的。尽管蛋白激酶C的激活会增加花生四烯酸合成类二十烷酸的供应量,但并不能单独以这一机制解释。Geisel等的研究使用了放线菌素D以抑制转录,结果使PMA诱导的类二十烷酸合成减少,提示新合成的蛋白质参与其中。

在家鼠腹膜巨噬细胞中,内毒素对类二十烷酸合成的刺激需经过2h的延滞期方能达到高峰。如此缓慢的蛋白质合成的激活提示蛋白质的从头合成过程的存在。反之,钙离子载体A23-187GTP-γ-s 只需1530min即可最大程度地激活类二十烷酸的合成。目前已经知道内毒素诱导的类二十烷酸合成依赖于在转录和翻译两个水平合成调节蛋白质。证据为,即使以内毒素诱导1h后,放线菌素D和放线菌酮两种抑制剂仍会产生明显的抑制作用。与此不同的是,钙离子载体A23-187对血栓烷B合成的刺激作用并未明显受抑。

内毒素诱导的巨噬细胞中蛋白质的从头合成与蛋白激酶C的激活密切相关。内毒素诱导的巨噬细胞中的基因表达与蛋白激酶C激活后的基因表达相类似。评价星形孢菌素抑制蛋白激酶C的效果时,是通过观察它在对蛋白质合成产生抑制的时间段内的作用而进行的。

星形孢菌素除了在转录和翻译水平产生抑制作用外,它也可以抑制内毒素诱导的血栓烷合成,即使鼠巨噬细胞与内毒素共同孵育后1h仍能起作用。

上述结果表明,内毒素对于花生四烯酸代谢的诱导,既作用于蛋白激酶的活化的过程,也作用于蛋白质的从头合成过程。这种情况下,就需深入研究内毒素刺激蛋白激酶的活化和蛋白质合成的机制的作用点。推测蛋白激酶C可能是通过对组蛋白的磷酸化和(或)拓扑酶Ⅱ活性的调节来调控蛋白质的合成的。上述两个过程均参与蛋白质合成的转录。内毒素能刺激多种癌基因,刺激细胞因子mRNA的转录,还能诱导目前为止其功能尚未阐明的其他6种基因的转录。

蛋白激酶C通过在各种细胞中表达细胞因子来体现其中介作用。在人类单核细胞中,蛋白激酶C与血小板活化因子和肿瘤坏死因子相关联;在鼠巨噬细胞中则与白细胞介素-1和肿瘤坏死因子-α相联系;在成纤维细胞则与白细胞介素-1相关。

目前有证据表明,环氧化酶的表达也是通过蛋白激酶C达到的,这种对环氧化酶的蛋白质从头合成过程的调节作用在人体内皮细胞、培养的大鼠肠系膜细胞和内皮细胞的实验中均获得证实。FuMasferrer等分别阐明,在人体单核细胞和鼠巨噬细胞中,地塞米松可通过抑制内毒素诱导的环氧化酶合成而发挥其药理作用。上述资料表明,环氧化酶及其同工酶的蛋白质从头合成是把蛋白激酶C的活化与类二十烷酸合成连接起来的机制。

在内毒素刺激下,其他能增加类二十烷酸合成的蛋白质包括PLA2、磷脂酶活化蛋白和G蛋白。它们中有些蛋白质通过调节PLA2活力和(或)G蛋白来调节内毒素诱导的花生四烯酸代谢。在培养的鼠星形胶质细胞中,内毒素能诱导PLA2合成。在鼠腹膜巨噬细胞,肿瘤坏死因子可促使峰毒肽样的磷酸酯酶激活蛋白的合成。

因此,内毒素直接或间接地刺激G蛋白的功能,继而通过它激活蛋白激酶C,随之刺激Px蛋白的合成、转录和翻译。由于在类二十烷酸的合成中PLA2的活化是限速步骤,因此磷酸酯酶的调节对于其可能为内毒素所干扰的许多生化和细胞内过程是必不可少的。

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