蛋白质二硫键异构酶家族的结构与功能VIP免费

生命科学研究2009年二硫键是由两个半胱氨酸残基的侧链巯基氧化形成的一种肽链内或肽链间的共价交联，对稳定蛋白质的三维结构起着非常重要的作用，近三分之一的人源蛋白质含有二硫键［1］.在真核细胞中，二硫键的氧化形成主要在内质网腔中进行，其氧化性环境有利于二硫键的形成，更重要的是内质网腔中有一系列催化二硫键正确形成的氧化还原酶类，其中最重要的一类就是蛋白质二硫键异构酶家族（proteindisulfideisomerasefamily，PDIfamily）［2，3］.蛋白质二硫键异构酶家族的成员可以调控不同底物蛋白的二硫键的状态，从而调控特定的功能，如ERp57和PDI在MHC分子的装配及抗原提呈过程中起到重要作用［4］；ERP5通过调控蛋白质二硫键异构酶家族的结构与功能王志强a，b，周智敏a，郭占云a*（同济大学a.蛋白质研究所；b.化学系，中国上海200092）摘要：蛋白质二硫键异构酶（proteindisulfideisomerase，PDI）家族是一类在内质网中起作用的巯基-二硫键氧化还原酶.它们通常含有CXXC（Cys-Xaa-Xaa-Cys，CXXC）活性位点，活性位点的两个半胱氨酸残基可催化底物二硫键的形成、异构及还原.所有PDI家族成员包含至少一个约100个氨基酸残基的硫氧还蛋白同源结构域.PDI家族的主要职能是催化内质网中新生肽链的氧化折叠，另外在内质网相关的蛋白质降解途径（ERAD）、蛋白质转运、钙稳态、抗原提呈及病毒入侵等方面也起重要作用.关键词：蛋白质二硫键异构酶；内质网；二硫键；蛋白质折叠中图分类号：Q51；Q55文献标识码：A文章编号：1007-7847（2009）06-0548-06TheStructureandFunctionoftheProteinDisulfideIsomeraseFamilyWANGZhi-qianga，b，ZHOUZhi-minga，GUOZhan-yuna*（a.InstituteofProteinResearch；b.DepartmentofChemistry，TongjiUniversity，Shanghai200092，China）收稿日期：2009-03-10；修回日期：2009-06-27基金项目：国家自然科学基金资助项目（30700124）；上海市科学技术委员会资助项目（07pj14082）作者简介：王志强（1983-），男，黑龙江北安市人，博士后，博士，主要从事蛋白质化学方面的研究，Tel：021-65988805，E-mail：cxm44999@yahoo.com.cn；*通讯作者：郭占云（1972-），男，河北滦南县人，同济大学教授，博士，主要从事蛋白质化学方面的研究，Tel：021-65988634，E-mail：zhan-yun.guo@mail.tongji.edu.cn.Abstract：Theproteindisulfideisomerase（PDI）familyproteinsareagroupofdithiol-disulfideoxidoreductaselocatedattheendoplasmicreticulum（ER）.TheyusuallycontainatleastoneCys-Xaa-Xaa-Cys（CXXC）activesitethatcancatalyzedisulfideformation，reduction，andisomerization.ThePDIfamilyproteinsprimarilyfunctionascatalystsoftheoxidativeproteinfoldingintheERlumen，buttheyarealsoinvolvedinotherprocesses，suchasER-associateddegradation（ERAD），trafficking，calciumhomeostasis，antigenpresentationandvirusentry.Regardlessoftheirfunctions，PDIfamilyproteinsallcontainatleastonethioredoxin-likedomain.Keywords：proteindisulfideisomerase；endoplasmicreticulum；disulfide；proteinfolding（LifeScienceResearch，2009，13（6）：548～553）第13卷第6期生命科学研究Vol．13No．62009年12月LifeScienceResearchDec.2009·综述·第6期UnknownUnknownUnknownYes，butweakUnknownYesYesXBP-1depYesYes，butweakYesUnknownNoYesYes（ERSE）YesUnknownUnknownNointegrin等分子的二硫键而调节血小板的激活状态［5］.本综述将从催化特性、活性调控、结构基础及生物学功能等方面对蛋白质二硫键异构酶家族进行介绍.1PDI家族的成员哺乳动物PDI家族成员到目前为止已经发现了19个，它们都含有一个或多个硫氧还蛋白（thioredoxin，Trx）同源结构域，其中具有CXXC（Cys-Xaa-Xaa-Cys，CXXC）催化中心的结构域为a型，没有催化中心的为b型（表1）.a型结构域中CXXC催化中心的两个半胱氨酸残基的侧链既可以是自由巯基，也可以形成一对二硫键，其氧化-还原电势受中间两个残基影响.b型结构域不含催化中心，因此没有氧化还原酶活力，但具有与底物结...