开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
研究背景:
Akt,即蛋白激酶B(proteinkinaseB,PKB/Akt),又称PKB或Rac,是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在细胞存活和凋亡中起重要作用。 Akt是心脏中的中心激酶,同时也是细胞生长繁殖,以及肥大凋亡的重要影响因素。它具有Akt1,Akt2,Akt3三种不同的亚型。不同亚型的Akt具有不同的组织特异性,在功能上也不完全相同。其中Akt1和Akt2在心脏中Akt的信号表达多样性中有明显关联,其中的Akt2定位于人19号染色体q13.1-q13.2。
Akt在体内各个组织均有表达,其中人的Akt1和 Akt2在肝脏,卵巢中和脾脏中的表达量较高,而Akt3在大脑中表达量最高。
Akt1通过抑制凋亡过程从而参与细胞存活途径。Akt1亦能诱导蛋白合成通路,故其在导致骨骼肌肥大及的一般组织生长的细胞通路中是一种重要信号蛋白。因其可以阻断凋亡并继而促进细胞存活,现已表明Akt1在多种肿瘤中起到主要作用。Akt(先亦被称为Akt1)首先是在转化逆转录病毒Akt8中被鉴定为癌基因的。
Akt2在胰岛素信号通路中是一重要的信号分子。需要其来诱导葡萄糖转运。在敲除Akt1但具正常Akt2的小鼠中,血糖稳态不受干扰,但动物体型会较小,这与Akt1在生长中起得作用是一致的。相反,Akt2缺失但具有正常Akt1的的小鼠生长略缺陷且表现出糖尿病表型(胰岛素抵抗),这从另一方面印证了Akt2对胰岛素受体信号通路更具特异性的这一设想。
Akt3主要在脑中表达,但其作用仍未明晰。在胎盘,卵巢和脾脏中亦有较高的表达。
许多研究已证明,PI3K /Akt 信号途径异常可导致细胞过度增殖和存活时间延长,与多种恶性肿瘤的发生发展密切相关; 可被多种生长因子激活的 Akt 是该信号途径的主要信号分子。
在动物模型中的亚型特异性功能分析中证明Akt2是对于心肌细胞缺血性损伤和葡萄糖代谢反应时的生存调控中所必需的。而在心脏发育Akt2的作用和信号途径仍不清楚。已有研究证明,肌细胞增强因子2(MEF2)家族是PI3K/Akt [3,4]的下游靶点。
MEF2家族已被证明在与骨骼,心脏,肌肉和平滑肌细胞的形态发生中发挥了举足轻重的作用。脊椎动物都具有四种MEF2基因,被称作MEF2A、B、C和D,在肌肉和脑中具有最高表达。研究显示MEF2A在保持适当的线粒体含量和分娩后保持细胞结构的完整性上扮演特殊的角色,而其他mef2亚型并不能支持这些活动。另外,MEF2A基因也决定了新生心肌细胞的细胞的大小。据报道,敲除MEF2A基因的小鼠死亡发生率增加,在早期阶段,由于右心室的扩张,出现了出生后肌原纤维断裂,线粒体解体和胎儿心脏基因程序启动的情况。心脏MEF2A基因过表达的转基因小鼠,表明心脏重量显著升高小鼠死亡。这些结果表明,MEF2A基因在心脏形成和发展的一个关键的调节控制。与心脏发育相关的各种不同的蛋白质中,Endo-G是一种由核DNA编码的线粒体特异性核酸酶,被认为参与了线粒体DNA复制和修复。
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