杨 洪 魏晓雷 谭肖英 罗 智

(华中农业大学水产学院, 武汉 430070)

铜(Cu)是生物体必需的微量营养素。生物体中许多重要的生理过程, 如细胞呼吸、结缔组织的形成、伤口修复及铁离子的摄取等都依赖于Cu[1]。虽然Cu对正常的生理功能至关重要, 但Cu超负荷和缺乏都会导致严重的病理变化。因此, 细胞和组织内Cu水平的严格调节至关重要, 即Cu稳态(Cu homeostasis)的维持[2]。Cu稳态从单细胞真核生物到哺乳动物都具有高度的保守性, 其生理学和功能方面都已有详细的报道[3—5], 主要包括Cu的摄取(Uptake)、分配(Distribution)、储存(Storage)和排出(Export)等过程和步骤[6], 并且发现了Cu转运因子1/2 (Copper transporter 1/2, CTR1/2)、ATP酶Cu转运因子α (ATPase copper transporter alpha, ATP7A)、ATP酶Cu转运因子β(ATPase copper transporting beta,ATP7B)、抗氧化蛋白1(Antioxidant 1, ATOX1)、超氧化物歧化酶的Cu伴侣蛋白(Copper chaperone for superoxide dismutase, CCS)和细胞色素c氧化酶Cu伴侣17(Cytochrome c oxidase copper chaperone 17, COX17)等[7]。CCS是Cu-Zn超氧化物歧化酶(SOD1)的分子伴侣, 它在细胞质和线粒体间隙中提供Cu[1]。CCS激活SOD1的功能是由三个保守结构域来协同完成的: 结构域1是一个位于N端的ATX1型结构域; 结构域2位于中心部位且与SOD1同源;结构域3是一个位于C端的由大约30个残基组成的端肽[8,9]。SOD1需要3种翻译后修饰: Cu和Zn的获取, 分子内二硫键的形成和二聚化。CCS则负责Cu插入和二硫键的形成, CCS对于调节SOD1在细胞质基质或线粒体中的定位也十分重要[10]。COX17首先在酵母中被发现为细胞色素c氧化酶(CCO)功能所需的蛋白[11], 含有一个重要的Cx3C金属结合基序, 能够结合Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)[12]。此外, COX17也存在于细胞质和线粒体膜间隙中, 作为一种线粒体相关蛋白, 负责将Cu输送到其他CCO组装蛋白[11]。目前尚不清楚胞质Cu被COX17和其他蛋白质传递到线粒体及加载到细胞色素c氧化酶上的精确机制[1]。……