钠钾ATP酶的临床研究进展_刘晶

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人红细胞Na +,K +-ATP酶活性测定法及临床应用

人红细胞Na +,K +-ATP酶活性测定法及临床应用

光 径 1c 以空 白转化 液调零 。K 值 法计 算 Hb m,
徐 彬 ( 天津 港 口医 院检 验科 , 津 天 30 5 ) 0 4 6 中图分类 号 : 4 6 1 2 文献 标 志码 : R 4. 1 A 文章 编号 :6 17 1 ( O 7 0 — 6 —3 1 7~ 4 4 2 O ) 50 70
近年 来 , 随着 细 胞分 子 等学 科 的进 展 , 们 已 人 认 识 到 细 胞 Na K ATP酶 的活 性 与具 有 重 要 , 一 生 理作用 的 Na 和 K 代 谢密 切相 关 , 因而 该 酶 引 起 了人们 越来 越多 的关注 n 。为此 , ] 笔者 建立 了简 便 易行 的 Na K+ ATP酶 活性 测定 法 , 测定 了 , _ 并 健 康人 和糖 尿病 患 者 R C膜 Na K AT B , 一 P酶 活 性 , 探讨 糖尿病 人该酶 活性 的变 化及 f 意义 。 来 临床 1 材 料与 方法
用 4 C 存 的冷生 理盐 水洗 3次 , 保 每次均 离心弃 去
上 层 液 体 , 压 积 R C O F , 0 9ml i HC 取 B I O 1加 . s Tr — 1 缓 冲液和 1g d 皂 素 1 l振 荡 , 之充分 溶血 。 /l 0 , 使 1 5 2 Hi N 测 定法 测 定 血 红蛋 白: 溶血 液 2 .. C 取 O l加 到 5ml , Hb转 化 液 中, 匀 , 置 5ri , 混 静 n 用 a 73 2 0分光 光 度计 测 定 5 0rf波长 下 的 吸光 度 值 4 r ll
反 应 酶 活性 的高 低 。
1 3 试 剂 .
机( 北京 医用离 心机 厂) ④B ; s型 电热三用 水 箱 ( 北 京 医疗设 备厂 ) 。

家蚕钠钾ATP酶及其基因和应用[发明专利]

家蚕钠钾ATP酶及其基因和应用[发明专利]

专利名称:家蚕钠钾ATP酶及其基因和应用专利类型:发明专利
发明人:赵萍,衣启营,王鑫,夏庆友,宋倩茹申请号:CN201410555339.8
申请日:20141016
公开号:CN104312993A
公开日:
20150128
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种家蚕钠钾ATP酶及其基因和应用,家蚕钠钾ATP酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示或SEQ ID NO.8所示氨基酸序列经取代、缺失或添加至少一个氨基酸且来源于家蚕的具有钠钾ATP酶功能的酶,该酶具有四个钠、钾离子及ATP结合的保守的氨基酸位点,属于典型的P-type钠钾ATP酶,编码该酶的基因在家蚕五龄第3天的各个组织中均有表达,但钠钾ATP酶只在家蚕五龄三天的头部和表皮中有表达,经体外真核表达后发现钠钾ATP酶具有水解ATP酶活性,由于家蚕丝腺腔内金属离子交换是影响家蚕丝蛋白构象转换的重要影响因素,因此家蚕钠钾ATP酶功能研究对今后改良家蚕丝纤维具有重要的意义。

申请人:西南大学
地址:400715 重庆市北碚区天生路2号
国籍:CN
代理机构:北京同恒源知识产权代理有限公司
代理人:王贵君
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钠钾ATP酶的临床研究进展_刘晶

钠钾ATP酶的临床研究进展_刘晶



Modern Medical Journal
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26429415_钠钾ATP酶与肿瘤研究进展

26429415_钠钾ATP酶与肿瘤研究进展

㊀基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(No.81703562)㊀作者简介:张叶ꎬ女ꎬ研究方向:肿瘤免疫药理学ꎬE-mail:joyezhang313@163.com㊀通信作者:杨勇ꎬ男ꎬ博士研究生ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ研究方向:肿瘤免疫药理学ꎬTel:139****3047ꎬE -mail:yy@cpu.edu.cn钠钾ATP酶与肿瘤研究进展张叶1ꎬ李娴静1ꎬ杨勇2(1.中国药科大学新药安全评价研究中心ꎬ江苏南京211198ꎻ2.中国药科大学基础医学与临床药学学院ꎬ江苏南京211198)摘要:钠钾三磷酸腺苷酶(Na+/K+-ATPaseꎬNKA)是一种跨质膜转运钠钾离子的离子泵ꎬ对维持细胞内外渗透压平衡至关重要ꎮ钠钾三磷酸腺苷酶是由α亚基(亚基α1~α4)和β亚基(亚基β1~β3)及调节亚基组成的多聚体ꎮ已发现钠钾三磷酸腺苷酶参与调节与肿瘤细胞存活相关多种信号通路ꎬ抑制肿瘤细胞增殖ꎮ钠钾三磷酸腺苷酶抑制剂可通过诱导肿瘤细胞自噬凋亡ꎬ阻滞细胞周期等发挥抗肿瘤作用ꎮ本文旨在综述钠钾三磷酸腺苷酶在肿瘤发展转移中的作用ꎬ提高对钠钾三磷酸腺苷酶作为肿瘤治疗的潜在靶标的认识ꎮ关键词:钠钾三磷酸腺苷酶ꎻ肿瘤ꎻ强心苷中图分类号:R730.231㊀文献标识码:A㊀文章编号:2095-5375(2021)11-0760-005doi:10.13506/j.cnki.jpr.2021.11.013ResearchprogressofNa+/K+-ATPaseandtumorZHANGYe1ꎬLIXianjing1ꎬYANGYong2(1.CenterforNewDrugSafetyEvaluationandResearchꎬChinaPharmaceuticalUniversityꎬNanjing211198ꎬChinaꎻ2.SchoolofBasicMedicineandClinicalPharmacyꎬChinaPharmaceuticalUniversityꎬNanjing211198ꎬChina)Abstract:Na+/K+-ATPaseisanionpumpthattransportssodiumandpotassiumionsacrosstheplasmamembraneꎬwhichisessentialformaintainingthebalanceofosmoticpressureinsideandoutsidethecell.Na+/K+-ATPaseisapolymercomposedofαsubunits(subunitsα1~α4)ꎬβsubunits(subunitsβ1~β3)andregulatorysubunits.IthasbeenfoundthatNa+/K+-ATPaseparticipatesintheregulationofmultiplesigNalpathwaysrelatedtotumorcellsurvivalꎬtherebyinhibitingtumorcellproliferation.Na+/K+-ATPaseinhibitorscanexertanti-tumoreffectsbyinducingautophagyandapoptosisoftumorcellsandblockingcellcycle.ThisarticleaimedtoreviewtheroleofNa+/K+-ATPaseintumordevelopmentandme ̄tastasisꎬandtoimprovetheunderstandingofNa+/K+-ATPaseasapotentialtargetfortumortherapy.Keywords:Na+/K+-ATPaseꎻTumorꎻCardiacglycosides㊀㊀对钠钾三磷酸腺苷酶(Na+/K+-ATPase)的研究始于1957年ꎬSkou教授发现Na+/K+-ATPase是调节离子进出细胞的一种方式ꎬ且该酶需要在钠离子和钾离子存在下发挥活性[1]ꎮ基于这一发现ꎬSkou教授荣获了1997年的诺贝尔化学奖ꎮ作为一种重要的离子泵ꎬNa+/K+-ATPase最重要的作用就是介导跨膜活性离子的转运[2]ꎮ作为P型ATPase家族(也被称为E1-E2ATPase)的一员ꎬNa+/K+-ATPase能利用ATP水解产生的磷酸基团进行α基团上天冬氨酸残基的磷酸化和去磷酸化反应ꎬ从而将特定离子转运进出细胞[3]ꎮP型ATPase按照保守序列可分为5个亚家族(PI~V)ꎬ其中PIIATP酶亚家族包括Na+/K+-ATPaseꎬ肌浆网Ca2+泵ꎬ胃内H+/K+-ATPase[4]ꎮ其中Na+/K+-ATPase和H+/K+-ATPase是唯一以逆向转运方式起作用的P型ATPaseꎮNa+/K+-AT ̄Pase作为主要的膜整合蛋白之一ꎬ能同时将3个Na+泵出细胞并将两个K+泵入细胞ꎬ维持细胞膜内外的钠钾离子浓度差ꎬ可调节跨膜电化学梯度ꎬ促进膜静息电位的形成ꎬ对质膜上其他反应的发生至关重要[5]ꎮ除了广为人知的离子泵的作用外ꎬNa+/K+-ATPase与其他膜蛋白及胞质蛋白的动态相互作用的报道越来越多ꎬ这种相互作用在细胞生物活动中至少发挥两种重要作用:①早期研究重点关注的Na+/K+-ATPase对胞内外离子浓度动态调节ꎬ包括Na+㊁K+㊁Ca2+ꎻ②通过与信号蛋白的直接相互作用ꎬ在细胞信号转导中发挥重要作用ꎬ或作为信号整合剂将特定膜组织区域内的影响因子和效应器侨联在一起ꎮ过去二十年的研究表明ꎬNa+/K+-ATPase的信号转导功能的改变参与了许多临床疾病如肥胖㊁高血压㊁肿瘤等的进展[6]ꎮNa+/K+-ATPase还被证明作为治疗尿毒症心肌病和组织纤维化的治疗靶标[7-8]ꎮ最近研究发现ꎬNa+/K+-ATPase在肿瘤中异常表达ꎬ且能通过调节各种与细胞存活和死亡相关途径在肿瘤的发生ꎬ增殖和转移中发挥作用[9-13]ꎮ强心苷是动植物来源的天然化合物ꎬ如洋地黄毒苷㊁地高辛㊁毒毛旋花子苷Kꎮ强心苷类药物作为Na+/K+-ATPase的天然抑制剂能抑制Na+/K+-ATPase的活性ꎮ该类药物临床一直用于心力衰竭和心律不齐等心血管类疾病的治疗ꎮ但最近研究发现ꎬ强心苷通过抑制Na+/K+-ATPase活性和其他机制发挥抗肿瘤活性ꎬ本文对Na+/K+-ATPase的抗肿瘤作用的研究进展ꎬNa+/K+-ATPase抑制剂(强心苷类药物等)作为肿瘤潜在治疗策略进行了报道ꎮ1㊀Na+/K+-ATPase的结构和功能特征Na+/K+-ATPase是由α和β亚基以及属于FXYD(苯丙氨酸-X-酪氨酸-天冬氨酸ꎬ简写F-X-Y-D)蛋白家族的调节亚基组成的异源寡聚体ꎮ通过分解ATP获得能量ꎬ进行Na+㊁K+逆浓度梯度的主动转运ꎬ即能把Na+从细胞内转运到细胞外ꎬ把K+从细胞外转运入细胞内ꎬ维持细胞膜内外的K+㊁Na+浓度差以及细胞内外液的渗透压稳定ꎮα亚基作为催化亚基由10个跨膜螺旋(M1~M10)组成ꎬ这些螺旋上有Na+和K+和其他配体的结合位点ꎬ包括3个胞质结构域:催化功能域(A)ꎬ核苷酸结合域(N)和参与ATP水解磷酸化结构域(P)[14-16]ꎮ其中ATP分子能与α亚基的N结构域结合ꎬATP发生水解产生的磷酸基团能与P结构上的天冬氨酸残基结合[17]ꎮ在人类中ꎬNa+/K+-ATPase的α亚基有四种不同的亚型:α1㊁α2㊁α3和α4ꎬ分别由α1多肽(ATP1A1)㊁α2多肽(ATP1A2)㊁α3多肽(ATP1A3)和α4多肽(ATP1A4)的4种不同的基因编码而成[18]ꎮATP1A1几乎在所有细胞中均等表达ꎬ而ATP1A2主要在骨骼㊁心脏㊁平滑肌㊁脑(主要在星形胶质细胞)㊁肺和脂肪组织中表达ꎮATP1A3主要在神经元和心脏中表达ꎮATP1A4仅在精子细胞中检测到ꎬ对于精子的活动性和男性生育能力至关重要[19]ꎮβ亚基是一种小型糖蛋白ꎬ最初被认为作为分子伴侣发挥作用ꎮNa+/K+-ATPase的β亚基不参与任何催化反应ꎬ它能与α亚基的M7和M10螺旋相互作用ꎬ调节α亚基中的离子运输ꎮβ亚基还可以帮助维持上皮细胞的极化和细胞的运动ꎮ抑制β亚基功能会导致促进细胞运动的紧密连接丧失ꎬ最终导致癌症转移[16]ꎮβ亚基包含3种不同的亚型ꎬ分别由β1多肽(ATP1B1)㊁β2多肽(ATP1B2)和β3多肽(ATP1B3)编码得到ꎮATP1B1存在于大多数组织中ꎬ与α亚基一起形成组织内最广泛表达的Na+/K+-ATPase亚型-α1β1复合体ꎮβ2存在于神经元ꎬ松果体ꎬ骨骼肌中ꎬ介导神经元与神经胶质细胞的相互作用ꎬ促进神经突触生长ꎮβ3在睾丸ꎬ肝脏ꎬ肺脏ꎬ肾脏中表达[20]ꎮγ亚基又被称为FXYD2ꎬ是由66~68个氨基酸组成的小分子多肽ꎮFXYD2是FXYD蛋白家族一员ꎬ该家族蛋白被证明可以调节催化亚基的活性ꎮ其中FXYD2被证明与离子通道的开放有关[21]ꎮ此外ꎬ还有文献报道FXYD2能调节α亚基配体的亲和力[22]ꎮ尽管FXYD2具有某些调节作用ꎬ但已发现Na+/K+-ATPase在没有γ亚基存在下也能正常工作[17]ꎮ如上文所说ꎬNa+/K+-ATPase除了进行Na+㊁K+的运输ꎬ参与和维持细胞膜内外的电化学梯度外ꎬ还能与邻近的膜蛋白相互作用形成信号复合体ꎬ进行细胞内的级联信号反应ꎬ传递信息ꎮ其中NKA/Src/ROS信号通路的激活导致氧化应激失衡ꎬ加剧肿瘤㊁动脉粥样硬化㊁糖尿病㊁慢性肾病等疾病发展[23-25]ꎮ此外越来越多的证据表明作为一种多功能蛋白ꎬNa+/K+-ATPase在细胞黏附复合物形成和维持中发挥的关键作用ꎮNa+/K+-ATPase能与许多信号分子和肌动蛋白细胞骨架结合ꎬ形成多蛋白复合物ꎬ促进细胞间紧密连接和独立连接的形成[26]ꎮ有学者解释称在细胞膜上存在两种Na+/K+-ATPase:一种是作为能量转换离子泵的经典酶池ꎬ另一种是局限于小窝的发挥信号传导功能的酶池[27]ꎮ在不同的细胞和组织中ꎬ这种信号体的组成以及结合的蛋白质可能是不同的ꎬ这就导致该信号体在不同组织中尤其是在正常和病理状态下ꎬ如癌症中发挥不同功能ꎮ2㊀Na+/K+-ATPase作为肿瘤治疗的潜在靶点与相应正常组织相比ꎬ在人类癌症中Na+/K+-ATPase各亚型表达水平发生改变[26]ꎬ许多有关Na+/K+-ATPase促癌作用的报道已证明与Na+/K+-ATPase的α和β亚基的差异表达相关ꎬ但与γ亚基没有关系ꎮ如α1亚基在包括非小细胞肺癌[28]㊁肾细胞癌[29]㊁胶质细胞瘤[30]和黑色素瘤[31]中表达上调ꎬ而α3亚基在结肠癌中表达上调[32]ꎮ相反的是ꎬα1亚基据报道在前列腺癌中表达下调[33]ꎬ因此ꎬNa+/K+-ATPase的α亚基代表了一些与不良预后相关的癌症类型的潜在新靶点ꎮ人A549非小细胞肺癌细胞中α1亚基的特异性敲除显著降低了它们的迁移和增殖ꎬ进一步表明α1亚基作为这种肿瘤的治疗靶标的潜在用途[28]ꎮ此外ꎬβ亚基不仅在Na+/K+-ATPase本身的调控中发挥重要作用ꎬ而且在抑制癌症转移和肿瘤发生的抗肿瘤作用中扮演重要角色ꎬ这一点现在被越来越多的人所了解ꎮβ亚基的表达量在肿瘤中也发生了变化ꎬ已经有许多报道证实Na+/K+-ATPase的β1亚基在人上皮癌细胞中表达下调ꎮEspineda等[34]指出ꎬ当肿瘤细胞下调β1表达时ꎬ会显著减少钙粘蛋白表达ꎬ这促使肿瘤细胞彼此相互分离ꎬ有利于它们的迁移和转移ꎮ因此ꎬβ1亚基的下调似乎是许多上皮癌细胞变得独立侵袭的必要条件ꎮ此外ꎬ有研究报道β亚基的表观遗传调控ꎬ即ATP1B1甲基化下调β亚基的表达能促进肾癌细胞的生长ꎬ强心苷类药物由于能抑制Na+/K+-ATPase活性而被证明对癌细胞具有抗增殖作用ꎮ除了已发表文章外ꎬ也有许多专利强调了Na+/K+-ATPase作为未来抗肿瘤靶点的可能性ꎬRajasekaran报告发现ꎬ膀胱癌早期阶段Na+/K+-ATPase蛋白的总体表达水平较低ꎬ随着肿瘤的进展ꎬ表达水平会增加ꎮα亚基高表达和β亚基低表达的患者有早期复发的高风险ꎻ而具有低表达α亚基和高表达β亚基的患者具有较长的无复发时间ꎬ这表明Na+/K+-ATPase的α和β亚基表达水平是膀胱癌患者复发时间的有效预测因子[35]ꎮ类似的ꎬ研究人员报道ꎬ在肾透明细胞癌中β亚基表达降低可能与肾透明细胞癌的侵袭性有关[36]ꎮ相比之下ꎬVentaNaMedicalSystems发现宫颈组织中Na+/K+-ATPaseβ1亚基表达的增加与宫颈从低度到高度发育不良直到宫颈癌的发病进展相关ꎬ可作为宫颈癌发病的生物标志物[37]ꎮ总之ꎬNa+/K+-ATPase的表达在大多数癌组织中发生改变似乎是非常明显的ꎬ因此可以作为一种有用的新的生物标志物和治疗靶点ꎮ3㊀Na+/K+-ATPase对肿瘤的促进作用由于存在结构上的突变以及酶活性的波动ꎬNa+/K+-ATPase参与一些疾病如糖尿病ꎬ阿尔茨海默病的发病机制[17]ꎬ最近ꎬ逐渐有报道发现Na+/K+-ATPase也参与促进肿瘤生长的部分机制ꎬ影响包括上皮间质细胞转化(EMT)㊁丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联过程㊁磷酸肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路㊁胆固醇稳态等细胞过程和途径ꎮ上皮间质转化是肿瘤发展和侵袭的关键过程ꎬNa+/K+-ATPase的β亚基已被证明有助于调节特定细胞上皮极化的完整性ꎬ相邻的β亚基之间形成二聚体ꎬ通过β-β桥增强细胞间的黏附ꎮ当β亚基的表达增高时ꎬ钙黏蛋白(E-cad ̄herin)的活性降低ꎬ从而导致EMT和癌症的侵袭和转移[38]ꎮMAPK家族与细胞周期ꎬ增殖凋亡相关ꎬ研究发现ꎬ强心苷类药物G毒毛旋花苷能通过抑制v-src禽肉瘤Na+/K+-ATPase活性活化p38MAPKꎬ从而上调p53等转录因子的表达[39]ꎬ此外ꎬMAPK信号通路的激活还能促进核因子-κB(NF-κB)表达ꎬ从而激发Fas介导的细胞凋亡[40]ꎮPI3K/Akt/mTOR通路参与调节细胞增殖ꎬ凋亡和自噬ꎬBarwe等[41]发现PI3K的激活与Na+/K+-ATPase的α亚基的表达增加有关ꎬ即调节亚基p85结合到α亚基上富脯氨酸结构域从而促进PI3K活性上调ꎬ从而调节细胞自噬ꎬ促进肿瘤细胞存活ꎮ胆固醇也能与催化亚基-α亚基结合ꎬ两者的相互作用已被证明可以调节胆固醇的运输㊁合成和代谢ꎮα亚基能与小窝蛋白-1的N端结构域相互作用从而调节细胞膜上小窝蛋白-1和胆固醇的含量ꎬ钠钾泵表达降低破坏了对质膜上胆固醇运输和合成的调节ꎬNa+/K+-ATPase作为胆固醇代谢调节剂的作用可能是肿瘤生长如乳腺癌的关键因素[42-43]ꎮ此外ꎬ也有文献报道抑制Na+/K+-ATPase后影响细胞钙稳态ꎬ从而诱导肿瘤细胞的程序性死亡[44]ꎮ在耐药的胶质母细胞瘤细胞中ꎬ当G毒毛旋花苷上调ATP1A2和ATP1A3表达时ꎬ可使肿瘤细胞对化疗药物敏感ꎬ并诱导细胞坏死[45]ꎮ4㊀Na+/K+-ATPase抑制剂作为新型抗肿瘤药物的临床前研究4.1㊀强心苷类药物结构特征㊀强心苷类化合物包括强心甾和蟾蜍二烯内酯ꎬ是一类17位有内酯结构的甾体核结构ꎮ由于甾核骨架和17位内酯结构上取代基以及空间立体结构具有多样性ꎬ强心苷类药物具有多种类型[46]ꎬ其中最广为人知的有地高辛ꎬ洋地黄毒苷ꎬG毒毛旋花苷ꎬ夹竹桃苷等ꎮ自从1785年SirWilliamWithering出版«关于毛地黄的记述»开始ꎬ临床医生就使用洋地黄制剂来治疗水肿㊁心律不齐和慢性心力衰竭ꎮ强心苷类药物ꎬ尤其是洋地黄现在仍广泛用于治疗充血性心力衰竭和心律失常的正性肌力药物[47]ꎮ目前人们普遍认为强心苷类药物介导的效应主要是由该类药物与Na+/K+-ATPase相互作用并抑制Na+/K+-ATPase活性产生的[48]ꎮ4.2㊀强心苷类药物的抗肿瘤作用㊀近些年有关强心苷类药物抗肿瘤作用的报道显著增加ꎬ除了对肿瘤细胞有效的抗增殖作用之外ꎬ令人感兴趣的是它们在对正常细胞和肿瘤细胞表现出不同的作用ꎮ对于正常细胞ꎬ强心苷类药物是没有活性的ꎬ甚至表现出促增殖作用ꎬ但却能选择性诱导肿瘤细胞凋亡[26]ꎮJiang等[49]发现强心苷蟾毒灵能通过抑制p38MAPK信号通路在非小细胞肺癌细胞中展示出抗增殖活性ꎮ原海葱苷A是另一种强心苷ꎬ已被证明可以抑制胶质母细胞瘤增殖和诱导其凋亡ꎬ同时提高小鼠的存活率[50]ꎮ强心苷还能通过不同机制对乳腺癌的生长具有抑制作用ꎬKometiani等[51]发现G毒毛旋花苷通过抑制Na+/K+-ATPase介导的表皮生长因子受体(Src/EGFR)和p42/44丝裂原活化蛋白激酶的激活ꎬ调节p21Cip介导的通路ꎬ导致雌激素受体阴性的人乳腺癌细胞系MDA-MB-435的细胞周期阻滞ꎬ抑制细胞生长ꎮ4.3㊀新型Na+/K+-ATPase抑制剂的研究进展㊀除了大量关于新的潜在抗肿瘤强心苷的分离和鉴定的科学文献外ꎬ在强心苷结构基础上ꎬ设计优化新的Na+/K+-ATPase抑制剂和配体作为潜在抗肿瘤药物的报道也显著增加ꎮ在分析了Na+/K+-ATPase的结合口袋和具代表性的强心苷药物的结构特点后ꎬ有文献确定了导致抗肿瘤活性的关键Na+/K+-ATPase抑制剂结构特征:需有10位的醛基(-COH)ꎻ14位的-羟基(氢键供体基团)ꎬ环C和环D的顺式构型ꎻ和位于17位的强心甾或蟾蜍二烯内酯基团ꎬ这些是Na+/K+-ATPase抑制剂对肿瘤生长具有高抑制作用所必需的[26ꎬ52]ꎮ如Lefranc等[53]发现UNBS1450(一种新型的强心苷类药物)能显著降低胶质瘤细胞内ATP浓度ꎬ扰乱肌动蛋白细胞骨架ꎬ导致胶质瘤细胞自噬死亡ꎮPBI-05204作为一种夹竹桃苷的结构改造物ꎬ在与吉西他滨联合治疗后ꎬ不仅降低了夹竹桃苷的细胞毒性作用ꎬ还提高了吉西他滨的抗肿瘤活性[54]ꎮ5㊀讨论与展望Na+/K+-ATPase作为一种遍布全身的重要酶类ꎬ当结构功能发生改变时ꎬ会引起肿瘤等疾病ꎮNa+/K+-ATPase最初被定义为细胞渗透压调节器ꎬ但越来越多的研究证明它还能参与细胞内各种信号传导途径并调节它们的功能ꎮ近些年来逐渐有报道将其作为治疗癌症的潜在药物靶点ꎮ尽管Na+/K+-ATPase的整体表达被认为是癌症复发潜在风险预测因子ꎬ但预测方式具体还是表现在不同亚基的表达水平ꎮ如高表达α亚基低表达β亚基被认为是肿瘤复发的高风险因素ꎬ低α表达水平高β表达水平的患者肿瘤复发风险低ꎮα亚基作为信号传导元件ꎬ能调控影响肿瘤细胞生存和生长多种通路ꎬ越来越受到人们的关注ꎮ但有关β亚基在肿瘤调控中发挥的作用的研究较少ꎬβ亚基在抑制肿瘤细胞黏附和肿瘤发展中的作用也尚未清楚ꎬ未来对β亚基与肿瘤的关系的研究可能会揭示其与不同肿瘤的相关性ꎬ进一步揭示Na+/K+-ATPase在肿瘤进展中发挥的整体作用ꎮ尽管作为天然存在的Na+/K+-ATPase的抑制剂ꎬ强心苷类药物已经被用于治疗心功能不全很长一段时间了ꎬ但是它们在肿瘤治疗中的作用也是不可忽视的ꎮ了解强心苷在癌症发展和生长过程中的作用可以帮助我们进一步了解如何治疗癌症ꎮ最新研究认为强心苷类药物通过改变细胞内外的离子浓度来抑制Na+/K+-ATPase的功能ꎬ也许只是其众多抑制肿瘤生长的机制之一ꎮ研究发现ꎬ强心苷可通过内源性和外源性途径以及自噬途径触发癌细胞凋亡ꎬ可作为另一种抗肿瘤机制ꎮ有关强心苷类药物的抗肿瘤活性机制还需进一步研究ꎮ迄今为止ꎬ关于使用强心苷作为抗癌药物的所有公开临床数据都限于实体瘤ꎮ这些临床研究大多样本量较小ꎬ并且没有随机对照ꎬ因此ꎬ数据需进一步证实ꎮ系统药理学的方法能在分子和细胞水平上更好地理解强心苷如何杀死肿瘤细胞ꎬ这可能有助于确定强心苷干预的主要靶点和信号通路ꎮ参考文献:[1]㊀LÓPEZ-MARQUÉSRLꎬPOULSENLRꎬBAILLYAꎬetal.StructureandmechanismofATP-dependentphospholipidtrans 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微量热法研究Na +,K +—ATPase酶促反应

微量热法研究Na +,K +—ATPase酶促反应
mm o l・ L_。 a 。 1 m m ol・ L_。 C1 3 N C1 0 K , m m ol・
3mmo ・ 。Mg 冲 溶 液 环 境 条 件 下 Na l L_ C1缓 , K AT 的 米 氏 常 数 K 值 和 最 大 反 应 速 率 P
L Mg 1的缓 冲溶 液配 制 ) ~ C 中获 得 . 酶 反 应 在 精 密恒 温 水 槽 中 进 行 , 反应 温度 严 格 控 制在 3 . ℃ ( 1 或 2 .  ̄ 表 2 .反 应进 行 到 7O 表 ) 50 C( )
仪器 厂 ) .
1 .2 实 验 方 法
应 的重 要研 究 手 段 .其 中 , 的微 量 热 法 研 究 具 有 酶
很 大 的发 展 前 景 .而 运 用 微 量 热 法 研 究 Na K , ATP 酶 促 反应 则 没 有相 关 报道 . 本 文 采 用 L 2 0 间 歇 式 微 量 热 系 统 对 KB 1 7 Na K ATP , 酶促 反应 进 行 了热 动 力 学 研 究 , 得
摘 要 :首 次 用 微 量 热 方 法 研 究 丁 N . A 。催 化 A a K TP TP水 解 的 酶 促 反 应 .在 3 O 1 l. 5K.p H一 7 4的 .
1 0 mmo ・I Tr — I 1 0 nno ・ 0 I i HC . 0 ll l L~ N C .1 s a I 0 mmo ・ - C , l L K I 3 mmo ・ _ l L Mg 2 冲 溶 液 环 境 下 . 对 Cl 缓 用
品( 纯度 >9 6 .其余 所 用 试 剂 均 为 国 产 分析 纯 试 9/ 9)
剂 .实验 用水 均 为 二次 蒸 馏水 . L 20 KB 1 7间歇 式 微 量热 系 统 , UV一6 1分 光光 10

钠钾-ATP酶的结构

钠钾-ATP酶的结构
细胞外
细胞内
Na+,K+-ATP酶的作用原理
经过研究表明,Na+,K+-ATP酶的作用过程实际上是其两 种构象(E1和E2)的相互转变
E1构象
E2构象
Na+,K+-ATP酶的作用原理
E1和E2构象的相互转变 1、由于ATP末端的磷酸基水解,使E1构象磷酸化,磷酸化 的酶的能量较高,所以能够自动转变为低能量状态的E2构 象,同时由亲Na+的转变为亲K+的构象,向细胞外释放3 个Na+,结合2个K+。 2、磷酸化的酶在膜外的K+的作用下,可以去磷酸化,携带2 个K+,由E2转变为E1构象,将K+释放到细胞内。
Na+,K+-ATP酶中的三个Na+结合位点
为什么是Na+亲和性的而不是K+亲和性的?
Na+,K+-ATP酶中的三个Na+结合位点
位点Ⅰ和Ⅱ之间的距离是 3.2-3.6Å(1Å=0.1nm), Na+离子半径=0.95Å K+ 离子半径=1.33Å 两个结合位点之间的距离 能够容下2个Na+,但是对 于2个K+来说就比较拥挤 了。
Na+,K+-ATP酶中的三个Na+结合位点
第二步:位点Ⅱ继续保持未定型状态,位点Ⅲ结合后天冬 氨酸804和808的羧基能协助第2个Na+的结合
Na+,K+-ATP酶中的三个Na+结合位点
• M6螺旋旋转后到达一个稳定的状态; • 第二个Na+与M6侧链的天冬氨酸804和808的羧基结合; • Na+结合到位点Ⅰ会将M4E末端细胞质上的丙氨酸323带 到位点Ⅰ和Ⅱ的Na+协调的位置,有助于位点Ⅱ形成。

全能抗体!膜蛋白内参抗体-钠钾ATP酶

全能抗体!膜蛋白内参抗体-钠钾ATP酶

全能抗体!膜蛋白内参抗体-钠钾ATP酶免疫印迹是确定样品(如组织匀浆,提取物)中特定蛋白质水平的常用方法。

内参抗体是指示在各个孔中的样品具有相等载量的重要参照。

内参抗体同样还可以指示免疫印迹过程中转膜的效率。

作为广大科研工作者接触最多的实验类型,WB,大家都知道全细胞裂解液,核蛋白,线粒体等等样品应该用什么做内参。

但是说到膜蛋白,似乎很多人都表示不清楚~
膜蛋白应该用什么做内参?
钠钾ATP酶(Sodium Potassium ATPase),钠钾泵(sodium potassium pump)又称钠泵或钠钾ATP酶,它会使细胞外的Na+浓度高于细胞内,当Na+顺着浓度差进入细胞时,会经由本体蛋白质的运载体将不易通过细胞膜的物质以共同运输的方式带入细胞。

此蛋白广泛存在于各类细胞的细胞膜上,被广泛用作为膜蛋白的内参。

目前市面上能提供的钠钾ATP酶抗体有国产分装或原产的,国产分装的钠钾ATP酶抗体在质量稳定性上有不足,并且经过分装以后,其效价也有损失。

而原产于国内实验室的钠钾ATP酶抗体有些具有较好的检测活性,在批次之间的稳定性上较难控制,而国内仅有的少量原产抗体也是多克隆抗体。

至于原装进口供应钠钾ATP酶抗体的进口品牌并不多,仅Abcam、Sigma等等几个品牌能够提供钠钾ATP酶抗体,但是其在性价比上远远不够。

与Abcam一样,Abbkine的钠钾ATP酶抗体的免疫原是钠钾ATP酶蛋白S16位点周围的多肽段免疫而来,经过不断筛选和优化,最终获得此成品,适用于大多数哺乳动物的钠钾ATP酶蛋白。

其价格低廉,其质量也经受过市场检验。

该抗体可以用于WB、IHC、IF、Elisa。

钠钾ATP酶的生物学功能与调节

钠钾ATP酶的生物学功能与调节

钠钾ATP酶的生物学功能与调节钠钾ATP酶(Na+/K+-ATPase)是所有哺乳动物体内都存在的一种重要膜蛋白质,在其调节下运输的离子包括钠、钾、贝类阳离子和负离子,这种酶的生物学功能和调节功不可忽视。

本文将探讨该酶的功能和调节。

一、酶的功能钠钾ATP酶是一种消耗ATP的离子泵,用于维持细胞内和细胞外的离子浓度差异。

这种差异对于细胞生长、代谢、传递信号以及神经细胞、心肌细胞的正常功能等至关重要。

钠钾ATP酶由两种亚单位组成,α和β。

α亚单位为具有催化活性作用的蛋白质,是跨越细胞膜的导体。

β亚单位则参与调节酶的活性。

在细胞膜上,该酶的α亚单位存在于细胞的外层,β亚单位则位于细胞内的一端。

在酶的催化下,钠离子从细胞内向细胞外被转运,而钾离子则被转运到细胞内。

这种转运是为了维持正常的细胞内外钠离子和钾离子的浓度差异。

这种浓度差异对于神经细胞和心肌细胞的表现极为重要。

例如,当细胞的钠离子浓度高于正常时,人体的神经细胞和心肌细胞将被高度兴奋,这会导致人体出现抽搐和心律失常等症状。

二、调节酶的功能如前所述,钠钾ATP酶的β亚单位参与调节酶的活性。

这种调节包括上调或下调酶的活性。

1.下调酶的活性下行调节是酶被磷酸化所致。

β亚单位被ATP激酶磷酸化后,细胞的α亚单位结构发生了变化,这就导致了酶的活性下降。

这种下调作用被认为是神经系统抑制细胞兴奋性的机制。

2.上调酶的活性在一些情况下,钠钾ATP酶的活性可以被上调。

这种上调作用是通过β亚单位的解离效应所实现。

β亚单位与α亚单位结合,从而可以增加酶的活性。

这种上调作用被认为对于神经系统兴奋性的刺激是必要的控制机制。

三、控制酶活性的因素很多因素可以影响钠钾ATP酶的活性。

这些因素包括:1. 温度:该酶在一定的温度下具有最佳活性。

当温度过低或过高时,该酶的活性会受到影响。

2. pH值:环境的pH值对酶的活性有直接影响。

当pH值过高或过低时,该酶的活性会受到影响。

3. 离子浓度:离子的浓度对酶的活性也有影响。

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[5 ]
体, 后来又发现了 γ 亚基的存在, 每个亚基具有多个亚 型并且各自发挥着不同的生理作用 。 α 亚基是催化酶 反应的亚基; β 亚基具有协助新合成的 α 亚基正确折 叠的功能, 从内质网转运到细胞质膜, 然后在细胞质膜 上稳定 α 亚基的蛋白构型以及调节 α 亚基的活性; γ 亚基也是调节亚基, 它与 β 亚基的作用不同, γ 亚基 不能单独作用于 α 亚基或者 β 亚基, 只能调节已结合 [2 ] 的 αβ 二聚体。 马立峰等 研究表明, 钠钾 ATP 酶不 但具有离子泵功能, 而且具有信号转导通路的作用, 进 而导致细胞的生长、 凋亡和相互融合。 钠钾 ATP 酶 α 亚基已经成为乳腺癌、 前列腺癌、 骨肉瘤等恶性肿瘤治 疗的新靶点。 1. 2 钠钾 ATP 酶的信号转导功能 钠钾 ATP 酶因在动物细胞的质膜上进行离子运


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[7 ] 心剂类固醇 ) 。 Sanchez-Rodriguez 等 利用镧系元素 能量共振转移监测到外部有功能的钠钾 ATP 酶发生 [6 ]
输的功能而被人们所熟知。它将钠离子运输到细胞外 并将钾离子泵入细胞内, 从而保持电解质和体液平衡。 钠钾 ATP 酶除了基本的离子转运功能, 最近的研究表 明其额外的角色是信号转导和生物膜的结构 。 钠钾 ATP 酶亚基里半胱氨酸的谷胱甘肽化脂质体相位置的 出现是目前已知分子泵的结构。谷胱甘肽化依赖构象 的变化, 发生在钠钾 ATP 酶的催化循环中。 钠泵的循 环决定谷胱甘肽化, 半胱甘酸的谷胱甘肽化依赖于蛋 [3 ] 白质的构象状态 。 研究指出, 在生理条件下, 钠钾 ATP 酶的活动强烈依赖于周围的脂质环境, 因此特定的脂 Habeck 等 质可调节其活性, 它们之间的相互作用可能是环形的 , 取决于膜的物理性质或特定的跨膜域与相应的脂质之 间的相互结合。3 个影响钠钾 ATP 酶的特定脂质的相 互作用是可检测到的: ( 1 ) 钠钾 ATP 酶的热稳定性关 键取决于 18ʒ 0 /18 ʒ 1 磷脂酰丝氨酸 ( SOPS ) 和胆固醇 特异性的相互作用, 具有强烈的稳定放大作用 ( 即磷 脂酰丝氨酸 / 胆固醇的稳定作用) ; ( 2 ) 多于 60% 的不 饱和中性脂质能够刺激钠钾 ATP 酶, 脂质特异性表 18ʒ 0 /20ʒ 4 和 18ʒ 0 /22ʒ 6 磷脂酰乙醇胺 ( PE ) 是磷 明, 脂中效果最佳的( 即多不饱和磷脂酰乙醇胺的刺激作

· 914·
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[收稿日期] 2016 -01 -13 [修回日期] 2016 -03 -26
节钠离子、 钾离子的跨膜转运, 在循环过程中水解 ATP
[作者简介] 刘晶( 1990), 在读硕士研究生。E-mail: 762655618@ qq. com 女, 河南驻马店人, [引文格式] 刘晶, J] . 现代医学, 2016 , 44 ( 6 ) : 914 -917. 陈复辉, 陈淑芳, 等. 钠钾 ATP 酶的临床研究进展[
· 综
· 述
钠钾 ATP 酶的临床研究进展
陈复辉, 陈淑芳, 刘沛 刘晶,
( 哈尔滨医科大学附属第二医院 呼吸科 , 黑龙江 哈尔滨 150086 )

[ 是存在于细胞膜上的一种膜蛋白, 具有调节细胞内外钠离子、 钾离子 摘要] 三磷酸腺苷酶即钠钾 ATP 酶, , , ATP 浓度梯度的作用 对人体的正常生理功能起着至关重要的作用 在本文中作者主要阐述钠钾 酶的结构、 功能, 并叙述钠钾 ATP 酶与全身各个脏器疾病的临床研究进展 , 为相关疾病的治疗提出新的思路。 [ 关键词] 钠钾 ATP 酶; 结构; 信号转导功能; 文献综述 [ 中图分类号] Q55 [ [ 文献标识码] A 文章编号]1671 -7562 ( 2016 ) 06 -0914 -04 doi: 10. 3969 / j. issn. 1671 -7562. 2016. 06. 040 钠钾 ATP 酶存在于真核细胞膜上, 主要功能为调
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