NRF2蛋白O-GlcNAc糖基化修饰在细胞氧化还原平衡中的功能及调控机制研究
批准号:
31870795
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
于文功
依托单位:
学科分类:
糖、脂生物化学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
路新枝、张艺瀚、唐璐瑶、高红、衣雨娇、刘雪
中文摘要
O-GlcNAc是一种广泛存在于细胞浆和细胞核蛋白质丝/苏氨酸上的动态、可逆的翻译后修饰,与传统的糖基化不同而类似于磷酸化,在生命过程中发挥重要作用。近年来的研究表明,O-GlcNAc修饰参与了细胞氧化还原平衡的调控,然而其作为细胞氧化应激感应器的确切作用和分子机制还有待阐明。我们前期研究发现,调控细胞氧化还原内稳态的关键转录因子NRF2被O-GlcNAc修饰并确定了其修饰位点;进一步研究发现O-GlcNAc修饰能增强NRF2的稳定性和转录活性。该项目将深入阐明O-GlcNAc修饰对NRF2的调控作用及机制,并揭示O-GlcNAc修饰调控NRF2介导的细胞抗氧化作用和分子机制。该研究将为肿瘤、糖尿病、神经退行性疾病和慢性炎症等氧化应激相关疾病的预防和治疗提供新思路。
英文摘要
O-GlcNAc is an O-linked β-N-acetylglucosamine moiety attached to the side chain hydroxyl of a serine or threonine residue, which is found on numerous cytoplasm and nucleus proteins. O-GlcNAcylation is different from the classic glycosylation but similar to phosphorylation, which plays important roles in various physiological and pathological processes. Recent studies have shown that O-GlcNAcylation is not only a cellular metabolic sensor, but also involved in the regulation of cellular redox balance. However, the exact role and molecular mechanism of O-GlcNAc as a potential cellular oxidative stress sensor remains to be elucidated. Our previous study found that NRF2, a key transcription factor that regulates cellular redox homeostasis, is O-GlcNAcylated and identified its modification sites. Further studies showed that O-GlcNAcylation can enhance the stability and transcriptional activity of NRF2. This proposal will elucidate the regulatory effect of O-GlcNAc on NRF2, and reveal the roles and mechanisms of O-GlcNAcylation in NRF2-mediated cellular anti-oxidative activity. This research will provide new ideas for the treatment of diseases related to oxidative stress such as cancer, diabetes, neurodegenerative diseases and chronic inflammation.
NRF2是细胞内一系列抗氧化和细胞保护基因的一个主要调节因子,被认为与肺癌患者的药物耐药及不良预后密切相关。O-GlcNAc修饰作为一种常见的蛋白质翻译后修饰,调节了众多关键的细胞生命活动。研究发现作为胞内“营养传感器”的O-GlcNAc修饰与氧化应激密切相关,但其机制并不清楚,因此本项目通过研究NRF2的O-GlcNAc修饰来阐明两者之间的关系。我们发现增加细胞内O-GlcNAc修饰增加NRF2的蛋白稳定性,进一步实验发现O-GlcNAc修饰的增加通过抑制NRF2与KEAP1的相互作用以及NRF2的泛素化蛋白酶体降解。随后我们证明NRF2与OGT相互作用,且NRF2具有O-GlcNAc修饰,S103为主要的修饰位点,该位点的修饰可以抑制NRF2与KEPA1的互作增加其蛋白稳定性。进一步实验发现氧化应激可通过增加OGT T444位点的磷酸化,进而促进OGT与NRF2的相互作用,增加NRF2的O-GlcNAc修饰水平,促进NRF2的抗氧化和细胞保护功能。为了研究NRF2的O-GlcNAc修饰在肿瘤发展及耐药中的作用,我们利用Crispr/Cas9技术构建了NRF2的S103A突变细胞株。体内体外的肿瘤相关表型实验结果显示,NRF2 S103位突变后肿瘤细胞恶性表型减弱。在顺铂刺激后,NRF2 S103位突变细胞比野生型细胞具有更高的药物敏感性。在肺癌病人组织中,我们也发现总O-GlcNAc修饰、NRF2蛋白水平及其O-GlcNAc修饰水平均显著上调。以上结果提示,NRF2 S103位点的O-GlcNAc修饰对肿瘤的发展以及耐药具有重要作用。因此,本项目揭示NRF2的O-GlcNAc 修饰在肿瘤的发展以及治疗中具有重要的临床意义,表明NRF2的O-GlcNAc修饰水平的调节可能是肿瘤治疗中的一个新的潜在靶点。
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Oridonin derivatives as potential anticancer drug candidates triggering apoptosis through mitochondrial pathway in the liver cancer cells
冬凌草甲素衍生物作为潜在的抗癌药物候选者通过线粒体途径触发肝癌细胞凋亡
DOI:
10.1016/j.ejmech.2019.06.006
发表时间:
2019-09-15
期刊:
EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY
影响因子:
6.7
作者:
[Luo, Dongdong, Yi, Yujiao, Wan, Shengbiao]
通讯作者:
Wan, Shengbiao
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
中国海洋药物
影响因子:
--
作者:
[陈进, 郭鑫鑫, 李芯蕊, 朱秋美, 王蕊红, 顾玉超]
通讯作者:
顾玉超
Host defense peptide Hymenochirin-1B induces lung cancer cell apoptosis and cell cycle arrest through the mitochondrial pathway
宿主防御肽Hymenochirin-1B通过线粒体途径诱导肺癌细胞凋亡和细胞周期停滞
DOI:
10.1016/j.bbrc.2019.03.029
发表时间:
2019
期刊:
Biochemical and Biophysical Research Communications
影响因子:
3.1
作者:
[Yihan Zhang, Changning Sun, Guokai Xiao, Yuchao Gu]
通讯作者:
Yuchao Gu
S-nitrosylation of the Peroxiredoxin-2 promotes S-nitrosoglutathione-mediated lung cancer cells apoptosis via AMPK-SIRT1 pathway
Peroxiredoxin-2 的 S-亚硝基化通过 AMPK-SIRT1 途径促进 S-亚硝基谷胱甘肽介导的肺癌细胞凋亡
DOI:
10.1038/s41419-019-1561-x
发表时间:
2019-04-15
期刊:
CELL DEATH & DISEASE
影响因子:
9
作者:
[Zhang, Yihan, Sun, Changning, Gu, Yuchao]
通讯作者:
Gu, Yuchao
p120ctn蛋白O-GlcNAc修饰位点的确定及其在肿瘤发生和转移过程中的作用研究
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批准号:81172013
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:于文功
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依托单位:
一种新型λ-卡拉胶酶的基因克隆、结构与功能关系及作用机制研究
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批准号:31070712
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2010
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负责人:于文功
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依托单位:
利用DNA重组技术研究海洋细菌新型褐藻糖的生物合成
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批准号:30371683
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项目类别:面上项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2003
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负责人:于文功
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依托单位:
国内基金
海外基金