AMPK对赤拟谷盗精氨酸激酶的磷酸化修饰和转录调控研究
批准号:
32072427
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王建军
依托单位:
学科分类:
农业昆虫学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王建军
中文摘要
腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)、叉头框转录因子FOXO和精氨酸激酶(AK)是能量代谢、氧化应激应答等多种细胞过程的重要调节因子。本项目前期研究发现,利用RNA干扰沉默TcAMPKα、TcFOXO和TcAK1与TcAK2后,赤拟谷盗对百草枯诱导氧化应激的耐受性都显著降低,并且AMPK激活剂AICAR处理显著提高了百草枯诱导的TcAK1和TcAK2表达上调倍数,提示三者之间可能存在相互作用。本项目拟在此基础上,应用酵母双杂交、GST pull-down、体外磷酸化、RNA干扰、Western blot、荧光素酶报告基因和染色质免疫共沉淀等分子生物学技术,鉴定TcAMPK对TcAK1与TcAK2的磷酸化位点,分析磷酸化修饰对TcAK1与TcAK2酶学性质的影响,探讨TcAMPK通过TcFOXO对TcAK1与TcAK2的转录调控机制。研究结果对于揭示昆虫响应氧化应激的分子机制具有重要的科学意义。
英文摘要
AMP-activated protein kinase (AMPK), Forkhead box class O (FOXO) and arginine kinase (AK) play key roles in the regulation of multiple cellular processes including energy metabolism and oxidative stress response. Our previous studies have found that RNAi-mediated knockdown of TcAMPKα,TcFOXO, TcAK1 and TcAK2 resulted in decreased tolerance of Tribolium castaneum to paraquat-induced oxidative stress, and paraquat-induced upregulation TcAK1 and TcAK2 was intensified by in vivo treatment with the AMPK-activating compound, AICAR, suggesting the putative interaction among these three proteins. In this project, by using yeast two-hybrid system, GST pull-down, in vitro phosphorylation, RNA interference, Western blot, Luciferase report gene assays, Chromatin immunoprecipitation, and other molecular biology techniques, we will identify the AMPK phosphorylation sites in TcAK1 and TcAK2, analyze the effects of phosphorylation modification on the enzyme activities of TcAK1 and TcAK2, investigate the role of AMPK-FOXO pathway in the transcriptional regulation of TcAK1 and TcAK2. The results of this project will provide novel insights into the molecular mechanisms of insect response to oxidative stress.
腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)、叉头框转录因子FOXO和精氨酸激酶(AK)是能量代谢、氧化应激响应等多种细胞过程的重要调节因子。目前国内外对AMPK信号通路抗氧化应激相关底物还知之甚少,并且尚无昆虫AK翻译后修饰的研究报道。本项目以赤拟谷盗为研究材料,首先利用AICAR处理和RNAi以及体外过表达研究发现,TcAMPK和TcAKs在维持ATP稳态过程中都具有重要作用,并且TcAMPK参与氧化胁迫下TcAK1和TcAK2的表达调控。利用酵母双杂交、Co-IP、GST pull-down技术检测发现,TcAMPKα与TcAK1/TcAK2在体外和体内均会产生相互作用。利用体外磷酸化和质谱分析鉴定了TcAK1中2个磷酸化位点(S129和T247)以及TcAK2中1个磷酸化位点(S145)。利用磷酸化蛋白检测技术、体外表达模拟磷酸化突变体以及免疫沉淀研究发现,AICAR和百草枯处理均显著上调TcAK1和TcAK2的磷酸化水平,TcAMPKα的敲减则显著削弱百草枯对TcAK1和TcAK2磷酸化水平的诱导,并且TcAMPK对精氨酸激酶的磷酸化改变其催化活性,使其催化的可逆反应向着ATP合成的方向进行以快速响应能量的需求。利用RT-qPCR、WB、RNAi、免疫荧光和磷酸化蛋白检测技术研究发现,在氧化应激过程中,TcFOXO发生磷酸化并易位至细胞核中发挥转录调控TcAK1和TcAK2的作用。利用RNAi、双荧光素酶报告基因、WB、磷酸化蛋白检测技术和ChIP-qPCR研究发现,TcAMPK通过直接磷酸化TcFOXO以促进其在氧化胁迫条件下的核易位来增强TcFOXO在TcAK1和TcAK2启动子区域的富集以调控其表达。项目组较好地完成了计划任务,在PNAS、PLoS Genetics等期刊发表了4篇标注SCI收录论文,研究结果对于进一步揭示昆虫响应氧化应激的分子机制具有重要的科学意义。
赤拟谷盗S6K调控酪氨酸代谢介导氧化胁迫耐受性的分子机制研究
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批准号:32372532
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:王建军
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依托单位:
FoxO和ELP3调控赤拟谷盗Nrf2-Keap1信号通路及其靶标基因表达的分子机制
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批准号:31871974
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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:2018
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负责人:王建军
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依托单位:
赤拟谷盗2种精氨酸激酶基因的功能与表达调控机制的比较分析
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批准号:31572000
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项目类别:面上项目
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资助金额:67.0万元
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批准年份:2015
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负责人:王建军
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依托单位:
昆虫鱼尼丁受体基因的选择性剪接和RNAi沉默研究
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批准号:31171841
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2011
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负责人:王建军
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依托单位:
转座子插入与宿主昆虫P450基因进化适应研究
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批准号:30871642
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2008
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负责人:王建军
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依托单位:
棉红铃虫piggyBac类转座子的分离及种群插入多态性研究
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批准号:30671375
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2006
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负责人:王建军
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依托单位:
国内基金
海外基金