蛋白激酶A作為微管親和調(diào)控蛋白激酶2新型上游激酶調(diào)節(jié)微管穩(wěn)定以及神經(jīng)元極化.pdf

1、阿爾茨海默癥(Alzheimer)是一種神經(jīng)退行性疾病，Tau蛋白引起的神經(jīng)元纖維纏結(jié)是其主要癥狀。在哺乳類(lèi)中，Tau蛋白屬于微管結(jié)合蛋白(Microtutbule-Associated Proteins，MAPs)家族一員，微管結(jié)合蛋白主要包括MAP1/2，MAP2c，MAP4和Tau蛋白。微管親和調(diào)控蛋白激酶2(Microtubule-AffinityRegulating Kinases，MARK2)磷酸化微管結(jié)合蛋白，調(diào)控微管穩(wěn)定

2、而被命名為微管親和調(diào)控蛋白激酶。MARK2磷酸化Tau蛋白以及微管結(jié)合蛋白重復(fù)區(qū)域的KXGS序列，導(dǎo)致微管不穩(wěn)定，在早期阿爾茨海默癥中這些位點(diǎn)磷酸化程度很高，伴隨著Tau蛋白累積形成神經(jīng)纖維纏結(jié)。
　　 MARK2過(guò)表達(dá)導(dǎo)致微管破壞，甚至崩塌。在原代海馬神經(jīng)元模型中異常表達(dá)MARK2導(dǎo)致Tau262磷酸化升高，神經(jīng)元失去極性。相反，MARK2低表達(dá)促使神經(jīng)元生長(zhǎng)出多個(gè)軸突。LKB1(Serine/threonine kinase

3、11)依賴的PKA(Protein Kinase A)磷酸化是早期神經(jīng)元分化主要標(biāo)志。此外，PKA還可以通過(guò)磷酸化Stathmin維持微管穩(wěn)定。鑒于PKA與MARK2執(zhí)行相似的生物學(xué)功能，提出假設(shè)PKA可能作為MARK2上游調(diào)控微管穩(wěn)定以及神經(jīng)元極化。
　　 在原代海馬神經(jīng)元模型上，我們發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)PKA可以逆轉(zhuǎn)MARK2過(guò)表達(dá)導(dǎo)致的神經(jīng)元極化喪失。免疫組化實(shí)驗(yàn)以及免疫共沉淀均證實(shí)PKA與MARK2在細(xì)胞內(nèi)共定位以及直接相互作用。

4、通過(guò)生物信息學(xué)預(yù)測(cè)PKA可能磷酸化MARK2絲氨酸409位。我們?cè)诜肿铀缴献C實(shí)PKA確實(shí)磷酸化MARK2絲氨酸409位并抑制MARK2活性。此外，在原代海馬神經(jīng)元模型上證實(shí)PKA不能逆轉(zhuǎn)MARK2S409A過(guò)表達(dá)導(dǎo)致的神經(jīng)元極化喪失。進(jìn)一步的微管功能調(diào)控研究驗(yàn)證了我們關(guān)于“PKA是負(fù)責(zé)MARK2絲氨酸409位磷酸化的上游激酶”的科學(xué)假設(shè)。
　　 本論文通過(guò)大量的文獻(xiàn)調(diào)研，并結(jié)合現(xiàn)代生物信息學(xué)資源，提出了科學(xué)假設(shè)：蛋白激酶A可能