DSpace at VNU: Phân lập và thiết kế vector mang gen mã hóa NAD(P)H quinone oxidoreductase 1(NQO1) ở người tài liệu, giáo...
Phân lập thiết kế vector mang gen mã hóa NAD(P)H quinone oxidoreductase 1(NQO1) người Nguyễn Thị Thanh Nga Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm; Mã số: 60 42 01 14 Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đăng Tôn, TS Lê Hồng Điệp Năm bảo vệ: 2014 Abstract: Tách RNA tổng số có chất lượng đảm bảo, làm nguyên liệu tổng hợp cDNA mã hóa cho enzyme NQO1 Thiết kế vector biểu pc DNA3.1 B mang đoạn cDNA mã hóa NQO1 Biểu gen mã hóa cho enzyme NQO1 tế bào động vật Keywords: Thiết kế gen mã hóa; Sinh học thực nghiệm; Vector mang gen mã hóa Content: MỞ ĐẦU Quinon đại diện cho lớp chất trung gian độc hại mà tạo loạt tác động nguy hại thể, bao gồm khả gây độc cấp tính, immunotoxicity, ung thư Các chế tác động ảnh hưởng quinon gây phức tạp, gây tổn hại cho tế bào xảy thơng qua q trình alkyl hóa protein quan trọng hay DNA tế bào Ngoài quinon phân tử hoạt động oxi hóa khử cao tạo semiquinone dẫn đến hình thành dạng phản ứng oxi hóa (ROS) đặc biệt bao gồm superoxide, hydrogen peroxide, cuối gốc hydroxyl Sự sản xuất ROS gây bất lợi oxi hóa nghiêm trọng tế bào thơng qua hình thành phân tử lớn tế bào bị oxi hóa bao gồm chất béo, protein DNA, tạo sở cho lão hóa ung thư Quinon phổ biến tự nhiên phần quan trọng cuả hợp chất tự nhiên có thực vật, nấm vi khuẩn Chúng ta tiếp xúc với quinon không thông qua chế độ ăn uống mà thơng qua chất gây nhiễm benzen, hydrocarbon mạch vòng hay tạo estrogen, catecholamin Nhiều chứng mạnh mẽ cho thấy chế độc tính quinon liên quan tới bệnh lý biết đến hợp chất Tế bào có nhiều chế để chống lại ảnh hưởng tiêu cực quinon số NAD(P)H:quinone oxidoreductae (NQO1), enzyme đầu hàng rào bảo vệ tế bào chống lại tác động gây độc hợp chất quinon Enzyme oxi hóa khử quinon chất nhận NADH- NQO1 flavoprotein phân bố rộng rãi, phụ thuộc FAD, thúc đẩy khử điện tử quinon, quioneimines, nitroaromatics, azo dyes Sự khử làm giảm mức quinon giảm thiểu hội tạo phản ứng oxy trung gian giảm nhóm thiol nội bào NQO1 enzyme cảm ứng mạnh điều khiển đường Keap/Nrf2/ARE Bằng chứng cho thấy tầm quan trọng chức chống oxi hóa NQO1 stress oxi hóa cung cấp mức độ biểu cảm ứng NQO1 (knockout knockdown) liên quan đến tăng giảm khả nhạy cảm tương ứng với stress oxi hóa Hơn độc tính benzen tăng cường rõ rệt NQO1 suy giảm hoạt tính Ở người đa hình ức chế hoạt động NQO1 liên quan đến tăng cường khuynh hướng bệnh tật Nghiên cứu gần phát vai trò bảo vệ NQO1, dường không liên quan đến hoạt động enzyme NQO1 bám vào giúp ổn định nhân tố ức chế khối u p53 chống lại phân hủy proteasomal Hơn NQO1 xuất để điều khiển tính phân hủy protein khác Những phát cho thấy vai trò chọn lọc “gatekeeping” việc điều khiển phân hủy proteasomal protein đặc hiệu, mở rộng vai trò bảo vệ tế bào NQO1 vượt xa khả chống oxi hóa hiệu cao Để cung cấp mơ hình nghiên cứu xác định vai trò NQO1 hoạt hóa yếu tố bioreductive, chúng tơi thực đề tài phân lập thiết kế vector biểu gen mã hóa enzyme NQO1 với mục tiêu: Tạo vector tái tổ hợp chứa đoạn gen mã hóa enzyme NQO1 Thiết kế vector biểu tạm thời thành cơng đoạn gen tế bào động vật HEK TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Đặng Trần Hoàng, Vũ Minh Đức, Phùng Thu Nguyệt, Trương Nam Hải (2005), "Biểu gen interleukin-2 người rh-IL2MM bị đột biến điểm glycosyl hóa gốc cysteine 125 Escherichia coli", Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 3(2),tr 149-154 6 Lã Thị Huyền, Nguyễn Phương Hoa, Đặng Thị Thu, Lê Quang Huấn (2009), "Biểu kháng nguyên CD25 tái tổ hợp vi khuẩn E coli", Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 7(3), tr 319-324 Lê Trầm Nghĩa, Thư Trần Phong, Hoàng Thanh Tuấn, Quan Quốc Đăng, Đỗ Minh Sĩ, Đàm Sao Mai (2010), "Sản xuất protein Erthroprotein thông qua trình chuyển gen tế bào CHO-K1(Chinese Hamster ovary)", Tạp chí Khoa học Phát triển, 8(3), tr 498-504 Lê Trần Bình, Cao Huyền Trang (2005), "Nghiên cứu phát triển sản xuất vaccine ăn thực vật", Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 3(2), tr 133-142 Nguyễn Bích Nhi, Masashi Suzuki (2003), "Chuyển biểu gien yếu tố sinh trưởng nguyên bào sợi 10 người (HFGF-10) tế bào động vật bậc cao", Tạp chí Sinh học, 25(4), tr 37-41 10 Nguyễn Đình Cường, Lê Thị Thu Hiền, Nơng Văn Hải, Đặng Thành Nam, Phan Văn Chi (2004), "Tinh chế phân tích khối phổ protein bất hoạt ribosome tái tổ hợp từ mướp đắng (Momordica charantia L.) ", Tạp chí Công nghệ Sinh học, 2(2), tr 217-226 11 Nguyễn Hải Hà, Lê Thị Thu Hiền, Nông Văn Hải (2009), "Biểu protein huỳnh quang xanh (GFP) tế bào động vật có vú ni cấy", Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 7(3), tr 313-318 12 Nguyễn Hải Hà, Nguyễn Văn Phòng, Nguyễn Đăng Tơn, Nguyễn Huy Hồng, Quyền Đình Thi, Nơng Văn Hải (2010), "Biểu yếu tố hoạt hóa plasminogen mơ (h-tPA) người tế bào", Kỷ yếu hội nghị sinh học phân hóa sinh y học, tr 185191 13 Nguyễn Hoàng Lộc (2006), "Giáo trình Cơng nghệ tế bào", NXB Đại học Huế, tr 203 14 10 Nguyễn Huy Hoàng, Rita Bernhardt (2012), "Đánh giá biểu Cyp11Bs dòng tế bào HCT116", Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 34(3), tr 326330 15 11 Nguyễn Thùy Dương, Nguyễn Văn Phòng, Nơng Văn Hải (2010), "Tách dòng phân tích trình tự cDNA mã hóa yếu tố đơng máu IX (h-F9) người", Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 8(4), tr 1785-1792 16 12 Nguyễn Thúy Hà, Nguyễn Bích Nhi, Đỗ Khắc Hiếu, Phan Văn Chi (2003), "Khả ức chế dòng tế bào ung thư nuôi cấy in vitro Trichobakin tái tổ hợp", Y học Việt Nam, 284, tr 26-30 17 13 Vũ Ngọc Tân, Vũ Minh Đức, Lê Thị Lan Anh, Bùi Khánh Chi, Trương Nam Hải (2009), "Biểu gen mã hóa interleukin-2 người tế bào Escherichia coli", Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 7(1), tr 35-39 18 Tài liệu tiếng Anh 19 14 Alard A, Fabre B, Anesia R, Marboeuf C, Pierre P, Susini C, Bousquet C, Pyronnet S (2010), "NAD(P)H quinone-oxydoreductase protects eukaryotic translation initiation factor 4GI from degradation by the proteasome.", Mol Cell Biol, 30(4), pp 1097-1105 20 15 Albena T, Dinkova-Kostova and Talalay Paul (2010), "NAD(P)H:quinone acceptor oxidoreductase (NQO1), a multifunctional antioxidant enzyme and exceptionally versatile cytoprotector", Arch Biochem Biophys, 501(1), pp 116-118 21 16 Anwar A, Dehn D, Siegel D, Kepa JK, Tang LJ, Pietenpol JA, Ross D (2003), "Interaction of human NAD(P)H:quinone oxidoreductase (NQO1) with the tumor suppressor protein p53 in cells and cell-free systems.", J Biol Chem, 278(12), pp 10368-10373 22 17 Asher G, Bercovich Z, Tsvetkov P, Shaul Y, Kahana C (2005), "20S proteasomal degradation of ornithine decarboxylase is regulated by NQO1.", Mol Cell Biol, 17(5), pp 645-655 23 18 Asher G, Dym O, Tsvetkov P, Adler J, Shaul Y (2006), "The crystal structure of NAD(P)H quinone oxidoreductase in complex with its potent inhibitor dicoumarol.", Biochemistry, 45(20), pp 6372-6378 24 19 Asher G, Lotem J, Cohen B, Sachs L, Shaul Y (2001), "Regulation of p53 stability and p53-dependent apoptosis by NADH quinone oxidoreductase 1.", Proc Natl Acad Sci U S A, 98(3), pp 1188-1193 25 20 Asher G, Lotem J, Kama R, Sachs L, Shaul Y (2002), "NQO1 stabilizes p53 through a distinct pathway.", Proc Natl Acad Sci USA, 99(5), pp 3099-3104 26 21 Asma Chinigarzadeh, Razauden Zulkifli, Iman Yaze and Reyhaneh rahnamai tajadod (2012), "Isolation and cloning of human NQO1 promoter in Pgl3 basic vector", International journal of scientific & technology research, 1(7), pp 2277-8616 27 22 Bauer AK, Faiola B, Abernethy DJ, Marchan R, Pluta LJ, Wong VA, Roberts K, Jaiswal AK, Gonzalez FJ, Butterworth BE, Borghoff S, Parkinson H, Everitt J, Recio L ( 2003 ), "Genetic susceptibility to benzene-induced toxicity: role of NADPH: quinone oxidoreductase-1.", Cancer Res, 63, pp 929-935 28 23 Beyer RE, Segura-Aguilar J, di Bernardo S, Cavazzoni M, Fato R, Fiorentini D, Galli MC, Setti M, Landi L, Lenaz G (1997), "The two-electron quinone reductase DT-diaphorase generates and maintains the antioxidant (reduced) form of coenzyme Q in membranes.", Mol Aspects Med, 18, pp 15-23 29 24 Bianchet MA, Faig M, Amzel LM (2004), "Structure and mechanism of NAD[P]H:quinone acceptor oxidoreductases (NQO)", Methods Enzymol., 382, pp 144-174 30 25 Bui CB, Shin J ((2011), "Persistent expression of Nqo1 by p62-mediated Nrf2 activation facilitates p53-dependent mitotic catastrophe", Biochem Biophys 412, pp 347-352 31 26 Chandrasena RE, Edirisinghe PD, Bolton JL, Thatcher GR (2008), "Problematic detoxification of estrogen quinones by NAD(P)H-dependent quinone oxidoreductase and glutathione-S-transferase.", Chem Res Toxicol, 21(7), pp 13241329 32 27 Deller S, Macheroux P, Sollner S (2008), "Flavin-dependent quinone reductases", Cell Mol Life Sci, 65(1), pp 141-160 33 28 Dinkova-Kostova AT, Cheah J, Samouilov A, Zweier JL, Bozak RE, Hicks RJ, Talalay P (2007), "Phenolic Michael reaction acceptors: combined direct and indirect antioxidant defenses against electrophiles and oxidants.", Med Chem, 3, pp 261-268 34 29 Dinkova-Kostova AT, Fahey JW, Talalay P (2004), "Chemical structures of inducers of nicotinamide quinone oxidoreductase (NQO1).", Methods Enzymol., 382, pp 423-448 35 30 Dinkova-Kostova AT, Talalay P (2008 ), "Direct and indirect antioxidant properties of inducers of cytoprotective proteins", Mol Nutr Food Res, 52, pp 128138 36 31 Fagerholm Retal (2008), "NAD(P)H:quinone oxidoreductase NQO1*2 genotype (P187S) is a strong prognostic and predictive factor in breast cancer.", Nat Genet, 40(7), pp 844-853 37 32 Fahey JW, Dinkova-Kostova AT, Stephenson KK, Talalay P (2004), "The "Prochaska" microtiter plate bioassay for inducers of NQO1", Methods Enzymol., 382, pp 243-258 38 33 Faig M, Bianchet MA, Talalay P, Chen S, Winski S, Ross D, Amzel LM (2000), "Structures of recombinant human and mouse NAD(P)H:quinone oxidoreductases: species comparison and structural changes with substrate binding and release.", Proc Natl Acad Sci USA, 97(7), pp 3177-3182 39 34 Fridovich I (1995), "Superoxide radical and superoxide dismutases", Annu Rev Biochem, 64, pp 97-106 40 35 Gaikwad A, Long DJ 2nd, Stringer JL, Jaiswal AK (2001), "In vivo role of NAD(P)H:quinone oxidoreductase (NQO1) in the regulation of intracellular redox state and accumulation of abdominal adipose tissue.", J Biol Chem, 276(25), pp 22559-22564 41 36 Gaikwad NW, Rogan EG, Cavalieri EL (2007), "Evidence from ESI-MS for NQO1-catalyzed reduction of estrogen ortho-quinones.", Free Radic Biol Med, 43(9), pp 1289-1299 42 37 Garate M, Wong RP, Campos EI, Wang Y, Li G (2008), "NAD(P)H quinone oxidoreductase inhibits the proteasomal degradation of the tumour suppressor p33(ING1b).", EMBO Rep, 9(6), pp 576-581 43 38 Gong X, Kole L, Iskander K, Jaiswal AK (2007), "NRH:quinone oxidoreductase and NAD(P)H:quinone oxidoreductase protect tumor suppressor p53 against 20s proteasomal degradation leading to stabilization and activation of p53.", Cancer Res, 67(11), pp 5380-5388 44 39 Hayes JD, McMahon M (2009), "NRF2 and KEAP1 mutations: permanent activation of an adaptive response in cancer", Trends Biochem Sci, 34(4), pp 176-188 45 40 Holtzclaw WD, Dinkova-Kostova AT, Talalay P (2004), "Protection against electrophile and oxidative stress by induction of phase genes: the quest for the elusive sensor that responds to inducers.", Adv Enzyme Regul., 44, pp 335-367 46 41 Iskander K, Gaikwad A, Paquet M, Long DJ 2nd, Brayton C, Barrios R, Jaiswal AK (2005), "Lower induction of p53 and decreased apoptosis in NQO1-null mice lead to increased sensitivity to chemical-induced skin carcinogenesis.", Cancer Res, 65(6), pp 2054-2058 47 42 Itoh K, Wakabayashi N, Katoh Y, Ishii T, O'Connor T, Yamamoto M (2003), "Keap1 regulates both cytoplasmic-nuclear shuttling and degradation of Nrf2 in response to electrophiles.", Genes Cells, 8(4), pp 379-391 48 43 Jia Z, Zhu H, Misra BR, Li Y, Misra HP (2008), "Dopamine as a potent inducer of cellular glutathione and NAD(P)H:quinone oxidoreductase in PC12 neuronal cells: a potential adaptive mechanism for dopaminergic neuroprotection.", Neurochem Res, 33(11), pp 205 49 44 Kensler TW, Wakabayashi N, Biswal S (2007), "Cell survival responses to environmental stresses via the Keap1-Nrf2-ARE pathway", Annu Rev Pharmacol Toxicol, 47, pp 89-127 50 45 Lim JH, Kim KM, Kim SW, Hwang O, Choi HJ (2008 ), "Bromocriptine activates NQO1 via Nrf2-PI3K/Akt signaling: novel cytoprotective mechanism against oxidative damage.", Pharmacol Res, 57(5), pp 325-331 51 46 Liu F, Luo L, Wei Y, Wang W, Li B, Yan L, Wen T (2013), "A functional NQO1 609C:T polymorphism and risk of hepatocellular carcinoma in a Chinese population.", Tumour Biol, 34(1), pp 47-53 52 47 Long DJ 2nd, Gaikwad A, Multani A, Pathak S, Montgomery CA, Gonzalez FJ, Jaiswal AK (2002), "Disruption of the NAD(P)H:quinone oxidoreductase (NQO1) gene in mice causes myelogenous hyperplasia.", Cancer Res, 62(11), pp 3030-3036 53 48 Lu F, Zahid M, Wang C, Saeed M, Cavalieri EL, Rogan EG (2008), "Resveratrol prevents estrogen-DNA adduct formation and neoplastic transformation in MCF-10F cells", Cancer Prev Res (Phila), 1(2), pp 135-145 54 49 Montano MM, Chaplin LJ, Deng H, Mesia-Vela S, Gaikwad N, Zahid M, Rogan E (2007), "Protective roles of quinone reductase and tamoxifen against estrogen-induced mammary tumorigenesis.", Oncogene, 26(24), pp 3587-3590 55 50 Motohashi H, Yamamoto M (2004), "Nrf2-Keap1 defines a physiologically important stress response mechanism.", Trends Mol Med, 10(11), pp 549-557 56 51 Nguyen T, Nioi P, Pickett CB (2009), "The Nrf2-antioxidant response element signaling pathway and its activation by oxidative stress.", J Biol Chem, 284(20), pp 13291-13295 57 52 Nioi P, McMahon M, Itoh K, Yamamoto M, Hayes JD (2003), "Identification of a novel Nrf2-regulated antioxidant response element (ARE) in the mouse NAD(P)H:quinone oxidoreductase gene: reassessment of the ARE consensus sequence", Biochem J, 374, pp 337-348 58 53 Oshrat Hershkovitz, Rokah Ofer Shpilberg, Galit Granot (2010), "NAD(P)H quinone oxidoreductase protects TAp63γ from proteasomal degradation and regulates TAp63γ-dependent growth arrest", PLoS One, 5(6), pp e11401 59 54 Patrick BA, Gong X, Jaiswal AK (2011), "isruption of NAD(P)H:quinone oxidoreductase gene in mice leads to 20S proteasomal degradation of p63 resulting in thinning of epithelium and chemical-induced skin cancer", Oncogene, 30, pp 1098-1107 60 55 Prochaska HJ, Santamaria AB, Talalay P (1992), "Rapid detection of inducers of enzymes that protect against carcinogens", Proc Natl Acad Sci USA, 89(6), pp 2394-2398 61 56 Ross D (2004), "Quinone reductases multitasking in the metabolic world", Drug Metab Rev, 36, pp 639-654 62 57 Ross D, Siegel D (2004), "NAD(P)H:quinone oxidoreductase (NQO1, DT-diaphorase), functions and pharmacogenetics", Methods Enzymol., 382, pp 115144 63 58 SantaCruz KS, Yazlovitskaya E, Collins J, Johnson J, DeCarli C (2004), "Regional NAD(P)H:quinone oxidoreductase activity in Alzheimer's disease.", Neurobiol Aging, 25(1), pp 63-69 64 59 Siegel D, Bolton EM, Burr JA, Liebler DC, Ross D (1997), "The reduction of alpha-tocopherolquinone by human NAD(P)H: quinone oxidoreductase: the role of alpha-tocopherolhydroquinone as a cellular antioxidant.", Mol Pharmacol , 52(2), pp 300-305 65 60 Siegel D, Gustafson DL, Dehn DL, Han JY, Boonchoong P, Berliner LJ, Ross D (2004), "NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1: role as a superoxide scavenger", Mol Pharmacol, 65(5), pp 1238-1247 66 61 Siegel D, Kepa JK, Ross D (2012), "NAD(P)H:quinone oxidoreductase (NQO1) localizes to the mitotic spindle in human cells", PLoS ONE, 7(9), pp e44861 67 62 Singh S, Chakravarti D, Edney JA, Hollins RR, Johnson PJ, West WW, Higginbotham SM, Cavalieri EL, Rogan EG (2005), "Relative imbalances in the expression of estrogen-metabolizing enzymes in the breast tissue of women with breast carcinoma.", Oncol Rep, 14(4), pp 1091-1096 68 63 Singh S, Zahid M, Saeed M, Gaikwad NW, Meza JL, Cavalieri EL, Rogan EG, Chakravarti D (2009), "NAD(P)H:quinone oxidoreductase Arg139Trp and Pro187Ser polymorphisms imbalance estrogen metabolism towards DNA adduct formation in human mammary epithelial cells.", J Steroid Biochem Mol Biol, 117(13), pp 56-66 69 64 Su XL, Yan MR, Yang L; Qimuge-Suyila (2012), "NQO1 C609T polymorphism correlated to colon cancer risk in farmers from western region of Inner Mongolia", Chin J Cancer Res, 24(4), pp 317-322 70 65 Thomas P, Smart TG (2005), "HEK293 cell line: a vehicle for the expression of recombinant proteins.", J Pharmacol Toxicol Methods, 51(3), pp 187200 71 66 van Muiswinkel FL, de Vos RA, Bol JG, Andringa G, Jansen Steur EN, Ross D, Siegel D, Drukarch B (2004), "Expression of NAD(P)H:quinone oxidoreductase in the normal and Parkinsonian substantia nigra.", Neurobiol Aging, 25(9), pp 1253-1262 72 67 Wang B, Jin F, Xie Y, Tang Y, Kan R, Zheng C, Yang Z, Wang L (2006), "Association analysis of NAD(P)H:quinone oxidoreductase gene 609 C/T polymorphism with Alzheimer's disease.", Neurosci Lett, 409(3), pp 179-181 73 68 Williams-Ashman HG, Higgins C (1961), "Oxydation of reduced pyridine nucleotides in mammary gland and adipose tissue following treatment with polynuclear hydrocarbons", Med Exp Int J Exp Med., 4, pp 223-226 74 69 Zafar KS, Inayat-Hussain SH, Siegel D, Bao A, Shieh B, Ross D (2006), "Overexpression of NQO1 protects human SK-N-MC neuroblastoma cells against dopamine-induced cell death.", Toxicol Lett, 166(3), pp 261-267 75 70 Zhang DD, Lo SC, Cross JV, Templeton DJ, Hannink M (2004), "Keap1 is a redox-regulated substrate adaptor protein for a Cul3-dependent ubiquitin ligase complex.", Mol Cell Biol, 24(24), pp 10941-10953 76 71 Zhu H, Jia Z, Mahaney JE, Ross D, Misra HP, Trush MA, Li Y (2007), "The highly expressed and inducible endogenous NAD(P)H:quinone oxidoreductase in cardiovascular cells acts as a potential superoxide scavenger", Cardiovasc Toxicol, 7(3), pp 202-211 77 Trang web tham khảo: 78 72 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ 79 73 http://www.lifetechnologies.com ... oxi hóa hiệu cao Để cung cấp mơ hình nghiên cứu xác định vai trò NQO1 hoạt hóa yếu tố bioreductive, chúng tơi thực đề tài phân lập thiết kế vector biểu gen mã hóa enzyme NQO1 với mục tiêu: Tạo vector. .. mitotic catastrophe", Biochem Biophys 412, pp 347-352 31 26 Chandrasena RE, Edirisinghe PD, Bolton JL, Thatcher GR (2008), "Problematic detoxification of estrogen quinones by NAD(P)H- dependent quinone. .. hóa enzyme NQO1 với mục tiêu: Tạo vector tái tổ hợp chứa đoạn gen mã hóa enzyme NQO1 Thiết kế vector biểu tạm thời thành cơng đoạn gen tế bào động vật HEK TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt