蛋白质酪氨酸硝化对胰岛素磷酸化信号的影响

摘要

糖尿病是一种严重危胁人类健康的疾病，伴有众多的并发症，较难治愈。胰岛素抵抗是二型糖尿病的主要特征，表现为一定量的胰岛素达不到预期的生物学效应。在氧化应激状态下，活性氮分子（RNS）能够诱导慢性炎症和胰岛素抵抗。RNS中的过氧亚硝酸根离子（ONOOˉ）能够引起蛋白质酪氨酸残基的硝化，而酪氨酸的硝化对磷酸化信号传导的影响很可能是RNS诱发胰岛素抵抗的机制之一。本文通过免疫印迹的方法研究了HepG2细胞中过氧亚硝酸根离子引起的蛋白质酪氨酸硝化对胰岛素磷酸化信号整体水平的影响以及硒对硝化的抑制作用，并对糖尿病小鼠肝细胞中蛋白质的硝化也做了探讨。主要研究结果如下： 低浓度（10～50 μM）的ONOOˉ 能够显著抑制胰岛素磷酸化信号，高浓度（200 μM以上）的ONOOˉ 则促进磷酸化；外源性硝化剂ONOOˉ 主要作用于膜蛋白，而引起的磷酸化变化却主要发生在细胞质蛋白；补硒对低浓度ONOOˉ 引起的硝化有显著的抑制作用；体内研究显示，正常小鼠肝细胞中存在本底水平的硝化，糖尿病小鼠肝细胞的硝化水平比正常小鼠有显著升高。我们推测：低浓度的ONOOˉ 使膜蛋白呈剂量依赖的硝化，从而抑制膜信号转导，下调胞内酪氨酸磷酸化信号水平，引起胰岛素抵抗。补硒能够抑制硝化，恢复正常磷酸化信号水平，阻止胰岛素抵抗。对于高浓度的ONOOˉ，除了使蛋白质发生硝化外，更激活了胞内的氧化还原信号，进一步影响磷酸化信号网络，结果使酪氨酸磷酸化水平增加。