雷帕霉素是一種新型酯類免疫抑制劑,研究者通過實(shí)驗(yàn)探究雷帕霉素對小鼠成肌細(xì)胞能量代謝的影響。
(1)
ATP
ATP
是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì),動物細(xì)胞中該物質(zhì)的能量來自細(xì)胞呼吸
細(xì)胞呼吸
這一代謝過程,發(fā)生場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
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(2)PGC-1、YY1和mTOR是細(xì)胞中調(diào)節(jié)線粒體基因轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄因子。研究人員用一定濃度的雷帕霉素處理小鼠成肌細(xì)胞,檢測轉(zhuǎn)錄因子PGC-1的mRNA相對含量和蛋白質(zhì)含量,如圖甲,結(jié)果顯示:雷帕霉素降低了成肌細(xì)胞內(nèi)PGC-1基因的表達(dá)量
雷帕霉素降低了成肌細(xì)胞內(nèi)PGC-1基因的表達(dá)量
。
(3)免疫共沉淀技術(shù)是在體外進(jìn)行的研究蛋白質(zhì)相互作用的一種技術(shù)。其原理是抗體A可與蛋白A特異性結(jié)合,因此使用抗體A可將蛋白A“沉淀”。如果蛋白B與蛋白A相互結(jié)合形成復(fù)合體,那么抗體A在將蛋白A“沉淀”的同時,也會把蛋白B“沉淀”下來。
①研究人員欲研究這三種轉(zhuǎn)錄因子(蛋白質(zhì))之間的相互作用,利用免疫共沉淀技術(shù)檢測不同處理?xiàng)l件下,PGC-1、YY1、mTOR被YY1抗體“沉淀”的情況,結(jié)果如圖乙。實(shí)驗(yàn)中研究人員檢測各蛋白提取結(jié)果的目的是保證雷帕霉素不會降解三種蛋白
保證雷帕霉素不會降解三種蛋白
。
②根據(jù)圖乙結(jié)果,推測線粒體中雷帕霉素與被“沉淀”蛋白間存在互作模式。若要驗(yàn)證該互作模式,可繼續(xù)選擇b
b
(a:mTOR;b:PGC-1;c:無關(guān))(填序號)抗體進(jìn)行免疫共沉淀。若互作模式成立,請?jiān)趫D丙中相應(yīng)位置用“-”畫出可“沉淀”出的條帶。
(4)綜合上述實(shí)驗(yàn),說明雷帕霉素對細(xì)胞能量代謝影響的分子機(jī)制是雷帕霉素可抑制小鼠成肌細(xì)胞中PGC-1基因的表達(dá),同時抑制小鼠成肌細(xì)胞線粒體中PGC-1蛋白與YY1-mTOR復(fù)合體的結(jié)合,從而進(jìn)一步抑制線粒體基因的表達(dá)
雷帕霉素可抑制小鼠成肌細(xì)胞中PGC-1基因的表達(dá),同時抑制小鼠成肌細(xì)胞線粒體中PGC-1蛋白與YY1-mTOR復(fù)合體的結(jié)合,從而進(jìn)一步抑制線粒體基因的表達(dá)
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