Nrf2抗氧化的分子调控机制
2018-03-31李慧,杨林
李 慧,杨 林
(哈尔滨工业大学 化工与化学学院,哈尔滨 150001)
氧化应激是由细胞过度产生的活性氧(Reactive oxygen species,ROS)和亲电体引起的,而过量的ROS又可以诱导自由基链反应,破坏细胞生物大分子如蛋白质、脂质和DNA等,并诱发一系列生活习惯性疾病,如心脑血管疾病、老化、II型糖尿病、癌症等[1-3]。机体为控制ROS水平并防止其积累,形成了一套复杂的抗氧化防御体系,其中核因子NF-E2相关因子(Nuclear factor-erythroid 2-related factor 2,Nrf2)是一种重要的氧化还原敏感性转录因子,其通过诱导调控细胞内II相解毒酶和抗氧化酶的组成型和诱导型表达,有利于改善机体氧化应激状态,促进细胞存活以及维持细胞的氧化还原稳态。本文主要是对Nrf2抗氧化的功能及其分子调控机制进行综述。
1 Nrf2的结构及激活
Nrf2蛋白在机体的多种组织(如肝、肾、脾、心等)的细胞内均有表达,且该蛋白分子包含Neh1~Neh7的7个结构域。其中,Neh1具有DNA结合基序。Neh3、Neh4和Neh5能够结合共激活因子,是Nrf2的反式激活结构域。Neh2、Neh6和Neh7均能调节Nrf2的稳定性,其中又以Neh2为主,其含有2个可以结合胞浆蛋白Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Kelch-like ECH-associated protein-1,Keap1)的位点,命名为ETGE和DLG,从而负调控Nrf2转录活性[4]。
在正常生理情况下,Nrf2被Keap1锚定在细胞质中,而Keap1作为滞蛋白3(Cullin 3,Cul3)依赖性E3泛素连接酶复合物的作用底物,能够促使Nrf2发生泛素化且被蛋白酶体快速降解。但当细胞受到ROS或亲电体的攻击时,Nrf2从Keap1中解离且快速转位进入细胞核,先与小Maf蛋白形成异二聚体,再结合抗氧化反应元件(Antioxidant response element,ARE),转录激活受Nrf2调控的抗氧化酶基因表达[5-6]。
2 Nrf2抗氧化功能
Nrf2调控II相解毒酶和抗氧化酶基因的协调和全面表达,同时,Nrf2抗氧化性能也是保护组织免受由急性肺损伤、高氧和紫外(UV)光引起的氧化损伤所需要的。……
