一、ROS与铁死亡的关系
在深入了解NOX家族之前,我们需明确由NOX介导生成的活性氧物质(ROS)的定义及其功能。ROS是指由氧衍生的小分子物质,主要包括超氧(O2-)、羟基(•OH)、过氧(RO2•)、烷氧基(RO•)等。它们能与生物大分子如无机分子、蛋白质、脂质、碳水化合物和核酸紧密相互作用,从而不可逆地破坏或改变靶分子的功能。因此,ROS被广泛认为是导致细胞损伤的主要因素。铁死亡是一种依赖ROS的细胞死亡形式,ROS的主要来源为线粒体代谢及细胞膜上的NADPH氧化酶(NOX)。
二、NOX家族成员及其结构
作为催化生成ROS的核心,NOX家族成员最早在吞噬细胞膜中被发现,它们的主要功能是通过产生ROS来破坏病原体,是免疫防御的重要组成部分。NOX在体内各个器官和组织中均有广泛表达,其同工酶根据细胞类型的不同,分别定位于质膜及各种内膜,如内质网和线粒体。迄今为止,人源NOX家族已鉴定出7种亚型,这些蛋白均为跨膜蛋白,NOX1至NOX5为六次跨膜蛋白,而DUOX1和DUOX2则为七次跨膜蛋白。NOX通过生物膜传递电子,将氧气还原为超氧化物,各成员具备共有的保守结构特性。
三、NOXs的组装与活化
NOX蛋白本身几乎不具催化活性,它们需要与多种调节亚基结合形成稳定的复合物才能发挥作用。辅因子p22phox是NOX复合物的稳定因子,与NOX2结合形成一个以558nm处有强吸收的复合物,称为黄素蛋白b558。此外,NOX1至NOX3的激活还需要多个调节亚基。在未激活状态下,p40phox、p47phox和p67phox以复合物方式存在于细胞质中,激活刺激后,p47phox被磷酸化并迁移至细胞膜,结合膜上的黄素蛋白b558,形成酶复合物,从而实现ROS的产生。
四、NOXs的生物学功能及其与铁死亡的关系
NOXs是体内ROS的主要来源,负责直接产生ROS。由NOX催化生成的ROS在免疫防御及细胞的氧化还原信号传导中扮演重要角色,例如调节钙离子和信号通路,进而影响细胞的生命周期。最近的研究发现,NOX家族成员在铁死亡过程中也发挥了重要作用。其中,NOX1、CYBB/NOX2及NOX4已被证明通过不同机制促进细胞的铁死亡,其中NOX1在p53的调控下介导质膜脂质过氧化,从而增强铁死亡的敏感性。在卵巢癌研究中,NOX2的激活也增强了对铁死亡的敏感性,而活化的NOX4通过产生羟基自由基促进脂质过氧化,最终导致细胞膜的破裂和铁死亡。
随着对铁死亡机制的不断深入研究,相关的NOX抑制剂已被证明能够有效抑制铁死亡及其扩散,这预示着新的治疗方向。我们的品牌新葡萄8883官网AMG致力于提供相关的基因工具和技术支持,助力科研工作者在铁死亡以及其他生物疾病领域的探索与发现。在接下来的内容中,我们将继续分享与铁死亡相关的酶家族,敬请期待。