Sirt5调控IMPDH1酶活性的分子机制研究

Sirt5 is a member of the Sirtuin family, mainly located in mitochondria and cytoplasm. Sirt5 participates in the posttranslational modification regulation of proteins, mainly making lysine deacetylation and desuccinylation. Previous studies have shown that Sirt5 is mainly involved in the regulation of amino acid degradation, tricarboxylic acid cycle and fatty acid metabolism, but there is no evidence for the regulation of nucleotide metabolism through Sirt5. We will investigate the influence of Sirt5 on the intracellular contents of AMP, GMP, IMP and XMP in A549 cell and H1299 cells. We will also investigate whether there is an interaction between Sirt5 and IMPDH1, and whether Sirt5 deacetylates or desuccinylates IMPDH1 so as to affect the enzymatic activity of IMPDH1. In addition, we will perform biological function analysis to study whether Sirt5 regulates tumor cell proliferation through IMPDH1 in A549 cells and H1299 cells. We hope to elucidate the molecular mechanism of the interaction between Sirt5 and IMPDH1 in regulating nucleotide metabolism.

Sirt5是Sirtuin家族的成员之一，主要存在于线粒体和细胞质中。Sirt5参与蛋白质翻译后修饰调控，主要使赖氨酸发生去乙酰化、去琥珀酰化等。前期研究表明Sirt5主要参与调控氨基酸降解、三羧酸循环和脂肪酸代谢，但是关于Sirt5调控核苷酸代谢的研究还没有被报道。我们将研究Sirt5对A549和H1299细胞内AMP、GMP、IMP和XMP含量的影响。我们还将研究Sirt5与IMPDH1之间是否存在相互作用，以及Sirt5是否会使IMPDH1发生去乙酰化或去琥珀酰化修饰从而影响IMPDH1的酶活性。另外，我们将进行生物学功能分析研究在A549细胞和H1299细胞中Sirt5是否通过IMPDH1来调控肿瘤细胞增殖。我们希望通过此项目的研究来阐述Sirt5与IMPDH1相互作用来调控核苷酸代谢的分子机制。

SIRT5作为一种线粒体NAD+依赖的赖氨酸去乙酰化酶，通过去琥珀酰化和激活丙酮酸激酶M2 (PKM2)，在LPS激活的巨噬细胞中参与IL-1β的产生，从而预防DSS诱导的结肠炎。此外，与SIRT家族的其他成员不同，SIRT5在炎症期间塑造免疫力、代谢和生物能学中的作用仍然未知。.TRIM21是一种普遍表达的胞浆抗体受体，主要参与先天免疫。TRIM21作为一种主要的自身抗原，已被证明与类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和Sjögren综合征直接相关。TRIM21可以通过靶向抗体调理病毒和细菌进行蛋白酶体降解来直接中和感染。此外，TRIM21还通过直接与p62结合，并通过K63-linkage使p62泛素化，抑制蛋白质隔离，发挥氧化还原调节作用，这是其固有的细胞功能。尽管通过识别抗体包裹的病原体激活先天免疫信号通路可能赋予TRIM21通过TAK1依赖信号通路上调细胞因子表达的能力，TRIM21在调节炎症细胞因子产生中的作用以及TRIM21 E3连接酶活性是如何被调节的仍不清楚。.本研究主要发现了TRIM21-SIRT5相互作用的功能倾斜决定了DSS诱导的结肠炎中IL-1β的产生。具体来讲作为E3泛素连接酶，TRIM21直接结合并通过K48链接的泛素化促进SIRT5的降解；SIRT5通过使TRIM21的Lys351位点发生去乙酰化抑制TRIM21 E3连接酶的活性；HAUSP与TRIM21竞争与SIRT5相互作用，从而稳定SIRT5；在LPS激活的巨噬细胞中，SIRT5容易与TRIM21形成复合物，但不与HAUSP形成复合物，从而导致SIRT5降解和IL-1β的产生；敲除SIRT5可加重dss诱导的小鼠结肠炎，而敲除SIRT5缺陷小鼠的TRIM21可预防结肠炎。.在过去的几年里，SIRT5对代谢的调节被广泛的研究，特别是SIRT5在调节线粒体生物发生中的重要作用。鉴于SIRT5的强且多水平控制，LPS激活巨噬细胞的代谢变化是否有助于SIRT5介导的巨噬细胞的炎症状态和有效性是非常有趣的，需要进一步研究。然而，尽管SIRT5和TRIM21的作用以及它们对其他炎症反应的影响尚不清楚，我们的研究结果可能强调了一种潜在的治疗方法，即通过改变TRIM21-SIRT5相互作用的平衡来治疗炎症性疾病。

内容获取失败，请点击重试