PERK通路在大负荷运动后骨骼肌内质网应激中的作用
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摘要
研究目的:当细胞遭受氧化刺激、缺血、钙稳定的破坏等因素的时候,就会破坏内质网的功能,导致大量未折叠蛋白或错误折叠蛋白的堆积,这个过程被称为内质网应激。可以确认的是,适度的内质网应激可以通过未折叠蛋白反应而降低损伤,维持内环境稳态,但是严重的或者持久的内质网应激则将加重细胞损伤,甚至导致细胞死亡。PERK是一种丝氨酸/苏氨酸的蛋白激酶,内质网上错误的未折叠蛋白的聚集可引起PERK的活化。内质网应激时,PERK是否减轻内质网负担,维持内质网平衡稳态?本文通过总结国内外有关PERK通路的研究近况,分析了PERK通路在内质网应激中的作用。研究方法:使用计算机在CNKI、Pubmed、Medalink数据库中检索2006-2016有关"PERK通路在内质网应激中的作用"的文献资料,进行比较分析。检索关键词为"PERK通路;内质网应激"、"PERK;ER stress"。纳入标准是与内质网应激相关的PERK通路的作用的文献,排除标准:重复性研究。研究结果:(1)细胞的内质网应激包含三种调节途径,由三种内质网应激感受蛋白PERK、IRE-1和ATF-6介导。无应激时,内质网伴侣蛋白GRP78/Bip与这三种内质网应激感受蛋白相结合。(2)当内质网错误折叠蛋白聚集时,GRP78与内质网解离,并与错误折叠蛋白结合,PERK寡聚化,随后在C-终端结构域进行自身磷酸化,此时PERK为活化状态,从而缓解内质网应激。(3)内质网应激状态使PERK下游真核细胞翻译起始因子2(eIF2α)的α亚单位表达上调并诱导其磷酸化,磷酸化的eIF2α能够抑制蛋白质的折叠与合成,阻止新生蛋白持续进入内质网,达到缓解内质网压力的目的,恢复内质网功能。(4)PERK通路由内质网ATP或Ca2+水平变化介导,然后再影响GRP78或伴侣分子的表达。(5)PERK基因敲除的细胞不能引起eIF2α的磷酸化,对内质网应激呈高反应,证实PERK信号通路在内质网应激中的重要性。研究结论:大负荷运动可诱导骨骼肌内质网应激,内质网应激是机体对细胞蛋白聚积的代偿性反应,PERK通路作为内质网应激的调节通路之一,通过阻断错误蛋白的进一步合成,从而减轻内质网负担,维持内质网平衡的稳态。因此,PERK通路可作为减缓内质网应激的重要靶点。但高强度或长时间的内质网应激,使eIF2α过表达,会引起细胞代谢紊乱和凋亡。
引文