大家好,小編來為大家解答端粒酶的結構這個問題,端粒酶的結構和特點很多人還不知道,現在讓我們一起來看看吧!
端粒酶由三部分組成:端粒酶rna(htr)、端粒酶協同蛋白(htp1)和端粒酶逆轉錄酶(htrt)。兼有提供rna模板和催化逆轉錄的功能。端粒酶通過一種稱為爬行模型的機制維持染色體的完整。其作用靠端粒酶rna辨認及結合母鏈dna并移至3'端,開始逆轉錄復制,延伸足夠長度后,端粒酶脫離母鏈,dna-pol取代之,此時3'端折回來,同時起引物和模板的作用,在dna-pol催化下完成末端雙鏈的復制。
培養的人成纖維細胞隨著培養傳代次數增加,端粒長度逐漸縮短。而且生殖細胞端粒長于體細胞,成年人細胞端粒比胚胎細胞端粒短,都可以說明細胞老化和端粒酶活性下降有關。
基因突變、腫瘤形成時,端粒可表現缺失、融合或序列縮短等現象,臨床中也發現某些腫瘤細胞的端粒比正常同類細胞顯著縮短,雖然不絕對說明端粒酶決定端粒長度。但一定程度能說明端粒酶和癌變有關系。
這方面的知識比較***,我建議你去搜幾篇***的論文,網上很多的,看看前面的綜述。太多了,我能理解的就上面這點,就只能給你打上這么些了。
端粒酶是在細胞中負責端粒的延長的一種酶,是基本的***白逆轉錄酶,可將端粒DNA加至真核細胞染色體末端,把DNA復制損失的端粒填補起來,使端粒修復延長,可以讓端粒不會因細胞分裂而有所損耗,使得細胞分裂的次數增加。
端粒在不同物種細胞中對于保持染色體穩定性和細胞活性有重要作用。而端粒酶在保持端粒穩定、基因組完整、細胞長期的活性和潛在的繼續增殖能力等方面有重要作用。
研究發現,端粒酶是以RNA為模板合成DNA的酶端粒酶是一種核糖***白,由RNA和蛋白質構成。其RNA組分是端粒序列合成的模板。不同生物的端粒酶,其RNA模板不同,其合成的端粒序列也不同。
端粒是真核生物染色體末端的序列,其結構特點有:
1.由簡單串聯重復的序列組成,富含G,長度可達十幾到幾千個堿基對。
2.端粒DNA具有取向性
3.染色體末端與特定蛋白形成復合物。
功能:保持染色體的穩定,決定細胞的壽命;在腫瘤增殖的維持中起到很重要的作用。
端粒酶于1984年由shpay等發現,它是由端粒酶RNA鏈和蛋白質組成的核糖***白酶,直接參與端粒的形成,是一種能將真核生物染色體末端DNA加以延長的核酸蛋白復合物。
所以你問的問題答案應該是:b、c。
端粒酶在絕大多數惡性腫瘤中特異性表達,這使得人們對腫瘤的抗端粒酶療法產生了特別的關注.設想以端粒、端粒酶為靶點,通過抑制癌細胞端粒酶活性或直接抑制端粒延長、穩定,而使細胞無法連續增殖,繼而進入衰老途徑,直至死亡.同時端粒、端粒酶在腫瘤細胞與正常體組織之間的差別又可以減少端粒、端粒酶抑制劑對機體的毒副作用.現對端粒、端粒酶抑制劑研究進展予以分類介紹.??
1控制端粒延長靶點的物質?
目前對端粒的研究表明,端粒是真核生物染色體末端的特殊結構,包含若干的DNA雙鏈重復序列,其末端為含多個G的單鏈DNA.不同物種端粒的重復序列和長度是不一樣的,但每種生物體有其特定的序列和平均長度〔如人的端粒為(TTAGGG)n,大約在?15kb?左右〕.此外,端粒DNA上還結合有蛋白質,有兩種結合形式:一種是結合于單鏈DNA;另一種則與端粒雙鏈進行結合.前者在端粒末端提供帽狀結構以穩定端粒;后者可能直接參與端粒長度平衡的維持,是端粒延伸的負調節因子〔1〕.目前所分離到的人端粒結合蛋白hTRF是一種雙鏈結合蛋白,它參與維持端粒長度的穩定〔2〕.改變端粒結構和功能的抑制劑介紹如下.?
1.1改變端粒結構導致的端粒酶活性失常端粒是由大量串聯的重復序列組成的,其中一條鏈富含G,另一條富含C.端粒合成時先由端粒酶將端粒重復序列加到富G鏈上去,再由DNA聚合酶合成富C鏈.不同生物的端粒G鏈一般都采用緊實結構.而在所有的結構中,G-四聯體是理論上最穩定的結構,它除了可在兩條DNA分子間形成外,還可以在含四段重復端粒序列單鏈DNA中形成.Zahler?etal〔3〕考察了端粒DNA的不同折疊方式作為引物時對四膜蟲端粒酶的影響.他們發現端粒G-四聯體結構啟動端粒酶延伸端粒的效率最差,不能作為端粒酶的引物,另外,他們的進一步研究發現,端粒酶所需的引物可能不應有任何折疊.折疊的端粒DNA結構由于無法作為引物與端粒酶RNA組分堿基配對、結合,或者改變了端粒引物從端粒酶解離的速度而影響端粒的延伸.目前,所有已知生物的端粒都是在富G的那條鏈上由端粒酶進行端粒合成,因此,能促使或穩定端粒形成G-四聯體結構的物質可能對癌癥有潛在治療意義.在Zahler?etal〔3〕?的報道中指出體外生理濃度(?20mmol/L?)下的K+、Na+離子可以形成穩定G-四聯體結構,以前者的效果更明顯.Sun?etal〔4〕?應用經典的引物端粒酶延伸技術為手段進行實驗,發現小分子化合物2,6—二酰胺蒽醌能抑制端粒酶活性,其IC50為?23μmol/L?,在約?100μmol/L?時幾乎可以完全抑制端粒酶活性他們用UV(ultravioletspectroscopy)和1H-NMR(1H-nuclearmagneticresonancespectroscopy)檢測滴定結果,證明了該種物質對端粒酶的抑制是與端粒G-四聯體結構直接相關的.與此有關的細胞內抑制端粒酶作用正在研究之中.Fedoroff?etal〔5〕?也采用NMR的***進行研究,報道了3,4,9,10-perylenetetracarboxylicdiimide-based化合物結合G-四聯體結構從而抑制端粒酶活性.另外,Burger?etal〔6〕最新的研究表明,早已被應用于臨床的抗癌藥物順鉑也是一種序列專一性的G-Pt-G交聯劑,研究發現順鉑能抑制人睪丸腫瘤細胞中的端粒酶活性,這可能正是順鉑能有效治療多種腫瘤的原因之一.類似化合物還有炭花青Carbocynamine.?
1.2端粒結合蛋白與端粒活性抑制關于端粒的延伸、加工機制有多種不同的假設模型,無論哪一種都認為,端粒結合蛋白(telomerebindingproteins,TBPs)及其他一些附屬因子在端粒長度的調節中起著不可或缺的作用.它們或者通過影響端粒酶活性,或者通過直接對端粒進行加工、剪切來共同完成對端粒長度的調節〔1〕.在對四膜蟲單鏈TBPs的研究過程中發現,該α/β異二聚體蛋白質中α,β蛋白在體內都是磷酸化的;體外研究也表明,β亞基的磷酸化是隨細胞周期而調節的.這一磷酸化機制很可能在端粒酶延伸端粒的過程中起作用〔1〕.另外,酵母的Rapl是目前研究最深入的一種端粒雙鏈TBP,它在端粒的長度調節機制中的作用十分復雜,是通過與其他一些蛋白的相互作用來完成的〔1〕.因此,設想以TBPs為靶點,通過抑制或調節TBPs及相關因子的活性來抑制端粒酶,縮短端粒,從而使腫瘤細胞死亡.但目前尚未有關于人端粒結合蛋白特異性抑制物的報道.??
2抑制端粒酶結構和功能靶點的物質?
端粒酶是一種核糖核酸蛋白質復合物.其RNA組分為端粒合成提供模板.現認為,人的端粒酶RNA分為兩個區與引物作用:一個是模板區,含有與引物互補的11個核苷酸5’-(CUAACCCUAAC)-3’;另一個是錨定區,與引物的5’端相連,為DNA鏈向端粒酶外延伸提供路徑〔7〕,而端粒酶中的蛋白質則起催化反應合成的作用.目前分離的人端粒酶蛋白質有兩種,TPl含2627個氨基酸〔8〕,可能介導端粒酶與端粒之間的相互作用;另一種是hEST2p,它可能是人端粒酶的催化亞基,對端粒酶活性的表達、調節具有重要意義〔9〕.?
2.1針對端粒酶RNA模板抑制端粒酶活性Kanazawa?etal〔10〕制備了以端粒酶RNA組分為靶點的榔頭樣核酶TeloRZ(ahammeredribozyme),試圖通過實驗搞清楚它是否可以抑制端粒酶.結果表明:TeloRZ對他們所合成的含端粒酶RNA組分的一段核苷酸具有專一的剪切能力,它能在模板區的第一個5’-C↓U處剪切多核苷酸.將TeloRZ加入到肝癌細胞株HepG2或Huh-7細胞提取物中,對兩者的端粒酶均起抑***用,且與劑量成正相關,在大約?10μmol/L?時就可以抑制大約90%的端粒酶活性.另外,Wan?etal〔11〕?報道了具有更高生物穩定性的2’-O-甲基化榔頭樣核酶能在大約?0.4μmol/L?時抑制人神經膠質瘤U87-MG細胞中90%的端粒酶活性.能降解端粒酶RNA組分的核酶有希望成為一種抗癌新藥物.?
Feng?etal〔12〕在體外采用了與模板區互補的反義寡核苷酸來抑制端粒酶活性.轉染了反義hTR(humantelomeraseRNA)的HeLa細胞在經過23~26代倍增后,大部分細胞株(33株中的28株)進入危機期,端粒酶活性受到抑制,細胞開始死亡.Norton?etal〔13〕?設計了針對人端粒酶RNA模板區的反義硫代寡核苷酸(PS)和肽核苷酸(PNA),PNA能專一識別結合人端粒酶,并在從?Pmol/L~nmol/L?的范圍內達到IC50的抑制活性.他們的實驗證明PNA對端粒酶活性的抑制效力比其類似物硫代寡核苷酸PS高出10~50倍;而且后者對端粒酶是非序列選擇性抑制,PNA對端粒酶抑制則是高專一性的.最近,Pitts?etal〔14〕?則發現2’-O-甲基RNA能對細胞培養和實驗動物產生專一性的影響,其抑制端粒酶的作用要超過肽核苷酸PNA.Glukhov?etal〔15〕?以黑色素瘤細胞株SK-Mel-28為對象,研究認為:互補于hTR模板區的反義核苷酸對端粒酶活性的抑制強于其他反義核苷酸,在?5nmol/L?時即可產生強烈抑制,而?20nmol/L?的樣品可以完全抑制端粒酶活性.這些研究結果顯示了hTR反義寡核苷酸的良好應用前景.?
2.2針對端粒酶的逆轉錄酶性質抑制端粒酶活性端粒酶實際上是一種特殊的專一逆轉錄酶.Strahl?etal〔16〕?以人B細胞系的JY616細胞和T細胞系的JurkatE6-1細胞(這兩種細胞均表現端粒酶活性)為研究對象,考察已知的反轉錄病毒逆轉錄酶抑制劑是否會影響這些細胞的端粒長度和培養時的生長速率.實驗表明,ddG可以使分裂細胞的端粒發生復制性的逐漸縮短,并穩定在較短狀態.azidothymidine(AZT)也可以使部分細胞的端粒逐漸縮短.Yegorov?etal〔17〕?的類似實驗表明,在逆轉錄酶抑制劑AZT和Carbovir存在下,鼠的胚胎成纖維細胞可以自發轉化形成無端粒酶的克隆,發生類似于衰老的過程.但這一抑制過程是可逆的,AZT,ddG這些逆轉錄酶抑制劑可能是通過優先占據端粒酶的核苷酸結合位點而抑制了端粒合成.?
2.3針對端粒酶促反應底物抑制端粒酶活性端粒酶作為一種末端轉移酶,它把脫氧核苷酸加到端粒的末端上從而延長端粒.Fletcher?etal〔18〕?的實驗表明7-脫氮-dGTP和7-脫氮-dATP會抑制端粒酶活性.7-脫氮-dGTP和7-脫氮-dATP分別在?11μmol/L?和?8μmol/L?時可以抑制人胚腎293細胞株中50%的端粒酶活性二者可以被端粒酶加入到端粒DNA中去,但因不是端粒酶的正確、高效底物而抑制了端粒酶的活性,導致端粒提前成熟(pre-maturing),表現為縮短的端粒,提示N?7對于端粒酶活性可能是必須的.這一模型可以用來研究DNA二級結構在端粒酶機制中的作用,同時又為設計新的端粒酶抑制劑提供了一個可供參考的思路.?
2.4針對端粒酶的DNA錨著區抑制端粒酶活性端粒酶以錨著區與作為引物的端粒DNA的5’端結合,繼而延伸端粒.通過破壞端粒酶的DNA錨著區可抑制端粒酶進行端粒合成,使腫瘤細胞端粒縮短而死亡〔19〕.但目前尚末有關于此類物質的報道.?
2.5磷酸酯酶2A對端粒酶活性的抑制Li?etal〔20〕以人乳腺癌細胞PMC42為研究材料,發現磷酸酯酶2A(PP2A)與受試腫瘤細胞核提取物共溫育時能夠顯著抑制其端粒酶活性.這種效應呈濃度依賴性(ED50為?10U?±?2U?),并且非常迅速(?10s?即出現顯著抑制,2min時出現完全抑制).但PP2A與受試細胞膜提取物共溫育時對其端粒酶活性的抑制稍弱一些,與細胞質共溫育時則基本不抑制其端粒酶活性.此外,PP2A對核端粒酶活性的抑***用可能是專一的,因為蛋白磷酸酯酶1或2B都不影響端粒酶活性.Li?etal?用PP2A的催化抑制劑okadaicacid證明了PP2A誘導的端粒酶抑制是與蛋白去磷酸化有關的.最近Sogawa?etal〔21〕發現了一種從海洋微球藻中分離出來的胞外多糖也具有抑制K562細胞中端粒酶活性的能力,實驗表明,當K562細胞與該多糖共培養時,蛋白磷酸酯酶1的催化亞基PP1γ1的表達下降.這些實驗表明,某些端粒酶的蛋白質組分或端粒酶調節因子的磷酸化、去磷酸化對于癌癥細胞的端粒合成是具有重要意義的.?
2.6PKC抑制劑對端粒酶活性的抑制Ku?etal〔22〕?以培養的鼻咽癌細胞NPC-076為研究對象,發現有2種蛋白激酶(PKC)抑制劑bisindoplylmaleimideⅠ和H-7能夠顯著抑制受試細胞中的端粒酶活性;而另外2種PKC抑制劑中,Staurosporine能中度抑制端粒酶活性,神經鞘氨醇則僅輕微抑制.此外,在實驗中還觀察到,處理后的細胞大部分仍是可養活的(超過75%),且維持了相當高水平的蛋白質合成能力.這一發現為研究端粒酶機制以及癌癥的端粒酶療法提供了新的思路.?
2.7一些小分子化合物對端粒酶活性的抑制Perry?etal〔23〕?報道了1,4-和2,6-雙取代氨基蒽-9,10-dione衍生物對端粒酶和Taq酶活性的抑制,如氮己環抑制端粒酶活性的IC50值為?4μmol/L?~?11μmol/L?,它在目前已知的非核酸端粒酶抑制劑中顯示出較強效力.另外,Maasani?etal〔24〕的實驗表明,茶葉中的主要兒茶酚(catechin)成分—epigallocatechin的沒食子酸鹽能夠直接強烈抑制端粒酶活性,這可能是茶葉抗癌效果的主要機制之一.Bare?etal〔25〕?以銪標記探針和瞬時熒光(time-resolvedfluorescence)的新***對125000種化合物進行篩選,確定了一系列含isothiazolone的端粒酶抑制劑,其中最具效力的物質在次微摩爾水平就可達IC50值.最近的研究還表明DMSO能可逆抑制端粒酶活性.??
3結語?
端粒、端粒酶已成為當今最引人注目的抗腫瘤治療新靶點之一,近來的一些研究表明,端粒酶抑制劑不但可以直接導致腫瘤細胞的死亡,還可以提高腫瘤細胞對破壞DNA的抗腫瘤藥的敏感性以及對凋亡的感受性(U251-MG細胞)〔26〕,這一結果使得端粒酶抑制劑的應用前景更加看好.雖然對于這種療法并非全無顧慮,比方說擔心端粒酶抑制劑會對干細胞和生殖細胞造成不利影響,以及擔心端粒酶抑制劑的使用可能會誘發非端粒酶的端粒延長途徑等.但就目前的知識來看,對前者的憂慮可以通過設計療程而得到某種程度的避免(但也有個別報道說腫瘤細胞的端粒并不都比干細胞短),而對后者的擔心則還需通過實驗的證明以及進一步的實驗來解決.?
可以肯定的是,對端粒酶抑制劑的尋找和研究工作要依賴于對端粒、端粒酶的研究.伴隨著對端粒、端粒酶結構功能和調節機制研究的不斷深入,對端粒酶抑制劑的研究也一定會越來越深入.但從目前的研究來看,對端粒酶抑制劑的研究大多尚處于體外細胞實驗階段,體內藥理作用及藥代動力學情況究竟如何鮮有報道.端粒酶抑制劑應用于臨床時的效果及毒副作用也還需要事實的進一步驗證.
關于端粒酶的結構和端粒酶的結構和特點的介紹到此就結束了,不知道你從中找到你需要的信息了嗎?如果你還想了解更多這方面的信息,記得收藏關注本站。