PON2基因和蛋白功能分析+文献综述(2)
1材料与数据
1.1抽样物种
本文的抽样物种为人类。
1.2分析工具和方法
在http://expasy.org/proteomics上利用Protparam和ProtScale等工具对PON2蛋白的基本理化性质进行预测，并分析等电点和分子量,同时利用TargetP 1.1 软件对氨基酸前导肽的细胞定位进行预测。另外利用SOPMA软件对PON2蛋白二级结构进行预测；利用GlobPlot软件（http://globplot. embl. de/）对PON2蛋白序列中的紊乱区、球蛋白区进行预测；利用Geno3D同源建模方法(EXPASY网站提供的免费软件)对PON2蛋白序列进行三级结构进行预测。
2 结果与分析
2.1 PON2基因结构与功能
2.1.1 基因序列和位点分析
经研究得知PON多基因家族中存在三个成员：PONl，PON2，PON3，它们位于人类的7号染色体（图1）长臂q21.3-q22.1，它们的位置相邻。
图1 PON2基因位点
PON2位于人类7号染色体长臂q21.3，包括9个外显子和8个内含子（图2）。其编码产物PON2蛋白是一个广泛表达的细胞内蛋白，主要位于胞内的核膜与内质网，分子量约为44KDa。
图2PON2基因结构
2.1.2 PON2基因的生物化学特性
PON2基因编码产物PON2蛋白是一个广泛表达的细胞内蛋白，主要位于胞内的核膜与内质网上，分子量约为44KDa。在人类中，PON基因在不同的组织中表达，PONl仅在肝脏中表达，PON3主要在肝脏和肾脏表达。与前两者相比，PON2的表达则更为广泛，在心脏、肾脏、肝、肺、胎盘、小肠、脾脏、胃和睾丸等多个组织中均有表达。此外，PON2还可以在动脉壁细胞，包括上皮细胞、平滑肌细胞和巨噬细胞中被检测出来，这是与PONl、PON3的另一不同特点。PONl和PON3在体内与HDL紧密相连，但在HDL、LDL及细胞上清液中并没有检测出PON2的存在，这说明PON2在体内扮演的角色与PONl、PON3不同，抗氧化的作用的发挥发生在细胞水平上[7]。
2.1.3 PON2基因与血脂代谢
研究显示，氧化低密度脂蛋白可以促进动脉硬化的发生和发展。PON2可以降低细胞内的氧化应激水平，并且阻止细胞介导的LDL氧化作用和LDL诱发的单核细胞趋化性，还能逆转MM-LDL的氧化修饰作用。PON2还可能参与PONl、PON3的减少血管氧自由基(ROS)的作用，从而对细胞的调亡和动脉粥样硬化的过程产生影响[8]。
在动脉硬化早期，单核细胞黏附在内皮层，吞噬胆固醇形成泡沫细胞是早期动脉硬化的标志。在单核细胞的分化过程中，PON2的mRNA表达和功能逐渐地增加，体内和体外增加了7～8倍[9]。相关的研究表明，PON2可能作为细胞抗氧化剂，通过减少细胞氧化应激从而起到抗动脉粥样硬化的作用[9]。另有研究发现，在氧化应激因子诱导下apoE缺失大鼠的腹膜巨噬细胞，PON2的活性和表达产物都增加[10]。但高胆固醇血症病人中，巨噬细胞的PON2表达水平是降低的，这这一结果可能并不是氧化应激导致的，而与细胞内的胆固醇积聚，以及巨噬细胞区室化作用有关[11]。
在动物实验中以上观点已得到证实[9]，有关人类PON2基因的多态性与血脂代谢相关性的观点还不一致。较早的研究发现，加拿大人PON2-148A等位基因纯合子血浆TC、LDL-C及apoB水平明显增高[5]，最近的研究表明，台湾人PON2-311C等位基因携带者血浆的HDL水平明显增高[6-7]，Choumerianou[8]认为希腊人PON2-311C的等位基因与血浆TC、LDL-C及apoB高水平明显相关。但Mackness认为，PON2-311基因多态性与英国人的血脂水平无关[14]。
2.2 PON2蛋白结构与功能
2.2.1理化性质分析
在http://expasy.org/proteomics上，利用Protparam和ProtScale工具预测PON2蛋白的基本理化性质，在线分析蛋白质的疏水性，分析等电点和分子量等。经分析得知，该蛋白原子组成：碳（C）1788，氢（H）2776，氮（N）464氧（O）524，硫(S)7。分子式：C 1788 H2776 N 464 O 524 S 7不含有稀有氨基酸，带负电残基45个（包括Asp、Glu），带正电残基为29个（包括Arg，Lys）。氨基酸数目是354，分子量为39380.9Da，理论等电点是5.33。PON2蛋白氨基酸组成如（表1）所示，其中亮氨酸（Leu）含量最高为13.3%。
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