过氧化还原酶2

Shau等(1994)确定了一种增强自然杀伤(NK)细胞活性的红细胞因子NKEF。通过免疫筛选红白血病的cDNA文库,他们分离了编码NKEFA(PRDX1 ; 176763)和NKEFB的cDNA。NKEFA和NKEFB蛋白分别包含199和198个氨基酸,并且具有75%的同一性。作者指出,与NKEFA和NKEFB相关的蛋白质似乎是由氧化应激诱导的。Shau等(1994)得出的结论是,除了免疫调节NK活性外,NKEF对于细胞应对氧化损伤可能也很重要。

细胞遗传学位置:19p13.13
基因座标(GRCh38):19:12,796,822-12,801,799

正常代谢过程中产生的活性氧(ROS)和自由基具有破坏细胞大分子的潜力。防止此类损害的方法包括多种抗氧化剂,这些抗氧化剂专门针对反应剂的去除或歧化。Pahl等(1995)分离出一个人类基因,象征着TDPX1(用于硫氧还蛋白依赖性过氧化物还原酶-1),该基因编码一种与酵母硫氧还蛋白过氧化物酶(TPX)同源的酶。使用基于大鼠序列的引物从人cDNA的PCR扩增产物中确定人编码序列(Chae等,1994))。反过来,从脑表达文库中分离出具有198个氨基酸的大鼠蛋白质作为cDNA,并带有针对牛硫醇特异性抗氧化剂(TSA)酶的抗体。大鼠和酵母TSA蛋白与鼠伤寒沙门氏菌烷基氢过氧化物还原酶显示出显着相似性。

▼ 测绘
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Pahl等人基于对人/啮齿动物体细胞杂交小组DNA的PCR分析(1995年)将TDPX1基因座分配给13号染色体。进一步的定位到13q12是通过荧光原位杂交实现的,使用的是来自包含TDPX1基因的YAC的DNA作为探针。但是,Gross(2012)根据PRDX2序列(GenBank BC003022)与基因组序列(GRCh37)的比对,将PRDX2基因定位到19p13.2号染色体。

▼ 基因功能
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为了阐明过氧化物酶的生理相关性,Lee等人(2003年) generated a 小鼠 model deficient in PRDX2, which is abundantly expressed in all types of cells. The Prdx2 -/- mice were healthy in appearance and fertile. However, they had splenomegaly caused by the congestion of red pulp with hemosiderin accumulation. Heinz bodies were detected in their peripheral blood, and morphologically abnormal cells were increased in the dense red blood cell(RBC) fractions, which contained markedly higher levels of ROS. The null mice had significantly decreased hematocrit levels, but increased reticulocyte counts and erythropoietin levels, indicative of a compensatory action to maintain hematologic homeostasis. A labeling experiment in null mice showed that a variety of RBC proteins were highly oxidized. The results suggested that Prdx -/- mice have hemolytic anemia and that peroxiredoxin II plays a major role in protecting RBCs from oxidative stress in mice.

崔等(2005)证明PRDX2是PDGF的负调控因子(见190040)。Prx II缺乏症会导致过氧化物的产生增加,PDGF受体(PDGFR;参见173490)和磷脂酶C-γ-1(172420)的激活增强,并随后增加细胞增殖和对PDGF的迁移。这些反应被野生型Prx II的表达抑制,但没有失活的突变体被抑制。值得注意的是,Prx II在PDGF刺激后被募集到PDGFR,并抑制蛋白质酪氨酸磷酸酶失活。Prx II还可以抑制原代培养和鼠再狭窄模型中PDGFR的激活,包括PDGF依赖性血管平滑肌细胞新内膜增厚。崔等(2005年)得出的结论是,他们的结果证明了内源性过氧化物在PDGF信号传导中的局部作用,并表明Prx II在心血管疾病中具有生物学功能。

通过免疫印迹,液相色谱质谱,免疫电子和共聚焦显微镜分析,Koncarevic等(2009年)表明人类PRX2富含疟原虫恶性疟原虫。将PRX2导入寄生虫的细胞质可弥补过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的缺乏,并有助于维持足够的抗氧化防御能力。下拉实验表明PRX2与寄生虫Trx1相互作用并具有活性。PRX2约占寄生虫提取物中硫氧还蛋白活性的一半,并且无论恶性疟原虫菌株对药物的敏感性如何,在存在氯喹的情况下PRX2的表达都会增加。Koncarevic等(2009年) 得出的结论是,恶性疟原虫已适应采用PRX2,并利用宿主蛋白实现其自身目的。

O'Neill和Reddy(2011)研究了人类红细胞中的生物钟,以避免被认为对时钟形成必不可少的转录-翻译进给环。人红细胞没有细胞核,因此无法执行转录。奥尼尔和雷迪(2011)发现人类的昼夜节律振荡并不需要转录,而且非转录事件似乎足以维持细胞的昼夜节律。他们使用红细胞发现,高度保守的抗氧化剂蛋白过氧化物氧还蛋白经历了大约24小时的氧化还原循环,在恒定条件下(即,没有外部提示)持续了很多天。而且,这些节律是引人注意的(即,可通过环境刺激来调节)和温度补偿,这是昼夜节律的两个关键特征。O'Neill和Reddy(2011)预计,他们的发现将有助于建立更复杂的细胞时钟模型,从而突出了潜在所有真核细胞中转录和非转录振荡的相互依赖性。

奥尼尔等(2011年)表明非转录机制足以维持真核细胞谱系中的昼夜节律,尽管它们通常与转录成分结合发挥作用。他们确定过氧化物酶蛋白的氧化是一种与转录无关的有节奏的生物标志物,在哺乳动物中也是有节奏的。此外,奥尼尔等(2011年)表明,哺乳动物钟机制的药理调节剂对金牛粪球菌的节律具有相同的影响,这是一种具有自然最小化的钟的单细胞微核真核藻。翻译后机制和至少一种节奏标记似乎比转录时钟调节剂保守性更好。奥尼尔等(2011年)假设最古老的振荡器成分在自然界中是非转录性的(如在蓝细菌中),并且在整个王国中都是保守的。

Somyajit等(2017)发现人类中核糖核苷酸还原酶的扰动(参见RRM1,180410)会升高PRDX2检测到的ROS。在低聚状态下,PRDX2形成与复制体相关的ROS传感器,当暴露于低水平的ROS时,该传感器与叉形加速器TIMELESS(603887)绑定。核糖核苷酸还原酶衰减产生的升高的ROS水平将寡聚PRDX2破坏为较小的亚基,其与染色质的解离迫使TIMELESS从复制体中置换。此过程会立即减慢复制叉的进程,从而减轻复制压力的病理后果。因此,Somyajit等(2017)结论认为,氧化还原信号将脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)生物发生的波动与复制体活性相结合,以减少基因组复制过程中的压力。作者提出,癌细胞利用这种途径来增加其对不良代谢状况的适应性。