人酪氨酸酶相关蛋白-2的cdna克隆及表达

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1、第四军医大学硕士学位论文文献回顾一、酪氨酸酶蛋白家族哺乳动物的色素分布于皮肤、毛囊及眼睛。在细胞水平上，黑素由黑素细胞内特殊的细胞器一黑素小体产生。黑素有两种类型：一种为褐黑素(pheomelallin)，为黄色或红色；另一种为优黑素(eumelaIlin)，为棕色或黑色。酪氨酸酶是黑素合成过程中的关键酶，它催化三步不同的反应。11冲一1和TI啦一2在黑素合成过程中各自催化特异的反应。鼠和人的酪氨酸酶、TRP一1及T1冲一2的基因可能来源于共同的祖先基因【l捌。这三种蛋白都包含一个跨膜区和富含组氨酸、半胱氨酸的序列。它们相互作用，共同形成了200一700KD的多聚体复合物[3】

2、o该复合体从高尔基体转运到黑素小体囊泡，激活黑素小体膜的内表面的溶酶体相关膜蛋白(LAMP一1)．从而保护黑素小体膜的完整性f4]。(一)酪氨酸酶相关蛋白家族基因及其表达的调控皮肤黑素的形成涉及多步生化反应途径。三种黑素生成酶：酪氨酸酶、酪氨酸相关蛋白一1(TRP一1)、酪氨酸相关蛋白．2(TRP一2)均参与了该反应途径。黑素细胞是产生黑素的高分化细胞，源于神经嵴。多年来，人们一直认为酪氨酸酶是黑素细胞中产生黑素唯一的酶，它催化酪氨酸羟基化为L．DOPA，继而氧化L．DOPA为DOPA醌。最近，Kobavaslli㈨等证实酪氨酸酶转染后的纤维母细胞可利用二羟吲哚(DHI)作为底

3、物，但缺乏功能性酪氨酸酶的黑素细胞不能氧化DHI，这些结果表明酪氨酸酶除了以上催化作用，还具有氧化Ⅸ丑的催化活性。人们逐渐认识到在黑素生成途径中还涉及到另外两种调控因子：n心一1和TI冲一2。n心一1具有第四军医大学硕士学位论文DHICA氧化酶活性，研究表明纤维母细胞中T1强一1的表达可以导致所转染细胞中的DmCA被氧化。Ⅱ心一2具有多巴色素异构酶活性，使多巴色素异构互变为DHICA。在HeLa【6]细胞和COSⅢ细胞中表达rn冲一2，均可导致上述细胞的提取物中的多巴色素异构为DⅢCA。11冲一2使多巴色素异构为DHICA，因而保留了黑素蛋白上的羧基基团。TRP一2的产物DHI

4、CA，作为n心一1的底物。在人黑素瘤细胞系中TRP一1与生成优黑素而不是褐黑素有关【7】，该酶与优黑素的后期合成有关，发挥氧化DHICA的作用(图1—1)。赋：驸丑。^、∥“‘；弧：Ⅺ艮羁10素PheomtlIniⅡ：∞：勋4垂国I至巫圈揣6：勋：阻筌端≯＼。。。～／图1一l黑素合成途径第四军医大学硕士学位论文1．1酪氨酸酶基因家族近年来，随着分子生物学技术的发展，鼠和人的酪氨酸酶、n心一1及TRP一2的基因结构己相继明确，它们长度介于20～60kb【1埘之间。1．6kb的编码区在酪氨酸酶分布于5个外显子之间，在n冲一1为7个外显子，n冲一2为8个外显子。根据三者保守的氨基酸序

5、列，人们破译了它们所对应的密码子。虽然这三种基因的外显子和内含子排列结构不同，然而有些排列位置是相同的，这提示三者可能来源于共同的祖先基因(图1—2)。鼠和人的酪氨酸酶基因结构有相似之处：它们的蛋白编码区均位于基因组中跨度大约为60kb的5个外显子区中。鼠酪氨酸酶基因定位于7号染色体的calbino位点罔，人的定位于11q14．q2l【9】，但在染色体1lpll．2上也发现了酪氨酸酶外显子4和5及临近非编码区片段㈣。鼠n渖一1和TRP一2基因分别定位于3号染色体的b位点⋯】及14号染色体的slt位点【12】。人T对一1定位于9号染色体的短臂，而人n心一2定位于13q31．q32

6、。鼠TRP一1和TRP一2分别与人n冲一1和Ⅱ心～2有高度的同源性：鼠n冲一1与人TRP一1同源性为93％，鼠n心一2与人n心一2同源性为84％。酪氨酸酶、TI冲一l和TRP一2三者彼此之间的同源性则较低(大约40％)，在鼠和人类中皆是如此【13]。时^sio珏。_——_。—＼／-—。‘。～，__、，_’户TRP-I—。^—_。’—___L，-_‘，-—I、J__‘，_TRP．2-·L一_u—vJ__＼一__—I、，J__L、，—__一一图1—2酪氮酸酶家族蛋白基因编码区示意图总之，这三种蛋白编码不同，在染色体上定位不同，在产生黑素的过程中所起作用也不同，但在序列上有一些同源性

7、，而且共同构成了“酪氢酸酶蛋白家族”。第四军医大学硕士学位论文1．2黑素细胞特异基因表达的转录和调控组织特异性基因的表达和细胞分化是由特异性调控因子和基因启动子中的DNA元件复杂的交互作用所控制的。人们已经成功克隆了黑素细胞中的酪氨酸酶、TI冲一l及n心一2的5’端调控序列，并分析了该序列中与黑素细胞特异基因表达相关的正负调控元件。在正常黑素细胞中这三种酶都有表达，但在黑素瘤细胞系中，这三种酶的表达常常受到抑制。在鼠酪氨酸酶基因转录中，位于转录起始位点附近的270bp序列足以调控人和鼠黑素细