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NADP(H)依赖性视黄醇脱氢/还原酶( NADP(H)-dependent retinol dehydrogenase/reductase, NRDR)在人以及其他哺乳动物中普遍表达,除参与维甲酸代谢外,对类固醇激素、α-双羰基化合物等也显示出不同的催化活性。课题组前期的研究发现兔NRDR对维生素K3有较强的催化活性,而其他哺乳动物包括人NRDR在维生素K3的代谢中作用如何鲜有报道。之前的研究中,我们在人宫颈鳞癌上皮细胞中鉴定出了NRDR的选择性剪接亚型NRDRB1,与NRDR相比,NRDRB1虽然缺失了第三外显子编码的34个氨基酸,但其作为还原酶所应具备的重要功能模序均存在,NRDRB1的组织分布和生理功能至目前未见报道。在人NRDR mRNA的5’端含有两个可能的翻译起始位点(translational initiation site,TIS),理论上产生两种不同的蛋白NRDR278和NRDR260,分别含有278和260个氨基酸。尽管我们检测到生理条件下表达的蛋白质的表观分子量与NRDR260的理论分子量相近,为27kDa,但由于NRDR278 N端存在线粒体定位信号,成熟的蛋白质切除前导序列后的理论分子量也接近27kDa,故正常生理状态下NRDR翻译起始于第一个TIS还是第二个TIS目前仍无定论。 我们在本研究中:(1)首先通过 RT-PCR和Western Blot检测不同来源的细胞系中NRDRB1的表达情况,发现人肝来源的细胞系中NRDRB1的表达量较高,通过cDNA末端快速扩增的方法在HL-7702细胞中克隆得到NRDRB1的全长序列。(2)构建NRDRB1的原核表达载体和真核表达载体,诱导表达NRDRB1的融合蛋白,测定NRDRB1对α-双羰基化合物和类固醇类激素的动力学常数,通过 HPLC进一步检测 NRDRB1的催化活性并对产物进行鉴定。结果显示NRDRB1对带有苯环的α-双羰基化合物,特别是Benzil,具有比NRDR更强的催化活性。(3)用不同浓度的Benzil处理不同来源的细胞系,通过考察不同细胞对Benzil的耐受力,发现 NRDRB1的表达量高的细胞株能够耐受更高浓度的Benzil。(4)诱导表达NRDR278融合蛋白,比较它与NRDR对α-双羰基化合物的催化活性,结果显示二者之间无明显差异,提示两个TIS之间的氨基酸并不参与功能结构的形成而可能是信号序列。通过构建 GFP融合表达质粒对 NRDR278进行定位分析,发现 N端GFP融合的NRDR278分布于过氧化物酶体,而C端GFP融合的NRDR278分布于线粒体。(5)诱导表达人、猪、兔、大鼠和小鼠NRDR融合蛋白,检测不同物种NRDR对维生素K3的催化活性显示五种NRDR对维生素K3都具有催化活性,其中猪NRDR对维生素K3的催化活性最高。 综上,本研究证实NRDRB1在人肝中表达丰富,并具有比NRDR更强的代谢带苯环的α-双羰基化合物的能力,与人体对此类化合物的解毒相关。通过实验证明人NRDR N端的氨基酸序列可引导蛋白质进入线粒体,推测人NRDR的翻译可能起始于第一个TIS,并且人、猪、兔、大鼠和小鼠NRDR都可能参与体内维生素K3的代谢。