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P21累积问题的动力学研究

作　者: 刘美丽
导　师: 赵同军
学　校: 河北工业大学
专　业: 生物物理学
关键词: P21 ATM P53 细胞周期阻滞 CDK Cyclin
分类号: Q75
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 5次
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内容摘要


当前对于P53-Mdm2的网络的启动、影响P53-Mdm2振荡的其他基因和蛋白、网络的动力学行为和生物学行为研究的较为深入和透彻。但是对P53怎样实现它抑癌基因身份以及怎样启动它的一系列下游基因发挥作用的理论的研究较为简单。本文着重研究P53最重要的下游基因—P21的生物学行为,以其对细胞周期阻滞为重点,研究P21如何成就P53作为抑癌基因这种身份的。本文内容分为两大部分。一是P21累积机制;二是P21参与细胞周期阻滞。P21的累积受转录水平和转录后水平两种机制的调控。甚至由于细胞所受刺激信号特征的不同导致其累积方式亦不同。本文着重分析经电离辐射的细胞DNA双链断裂后P21的累积机制,并建立三个不同的数学模型进行模拟。研究发现:电离辐射早期ATM直接快速介导P21的活化,这个过程受到抑制剂Wortmannin的作用;当P53网络被启动后,P53通过促进P21的转录和磷酸化两种方式进一步使P21累积和活化。本文建立了正常细胞中P21随时间变化的动力学模型,定量ATM对P21影响的动力学模型以及存在特异性抑制剂Wortmannin时ATM对P21影响的动力学模型和ATM取不同值时对P21影响的动力学模型;然后以P21磷酸化和去磷酸化的过程建立第二种由ATM介导的P21累积动力学模型。模型很好的与Agami等的研究吻合。第三个模型进一步研究依赖于P53的P21累积的动力学模型,分别以定量的P53对P21的累积的影响和变量的P53(P53的等幅振荡和衰减振荡)对P21累积的影响建立数学模型进行模拟。当P21达到某一阈值便可启动它的一系列下游基因或蛋白发挥生物学作用,使细胞周期停滞,进行DNA修复,本文进一步研究了涉及细胞周期阻滞的蛋白网络,建立了以P21为导火索,以Cyclin-CDK为核心的蛋白网络模型来模拟细胞周期G1/S期阻滞发生的条件及过程,这些研究均和实验结果相符。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-11
  §1-1 P53-Mdm2网络  9
  §1-2 P21研究工作的目的意义  9-11
第二章 抑癌基因P21与其蛋白的相互作用  11-28
  §2-1 癌症前沿信息  11-12
  §2-2 P21基因  12-21
    2-2-1 P21的结构与命名  12-13
    2-2-2 P21的多种生物学作用  13-18
    2-2-3 P21修饰  18-19
    2-2-4 P21累积机制  19-21
  §2-3 细胞周期阻滞  21-26
    2-3-1 细胞周期相关蛋白  21-22
    2-3-2 细胞周期阻滞机制  22-26
  §2-4 与细胞周期相关蛋白的相互作用  26-28
第三章 P21累积问题的动力学模型  28-41
  §3-1 依赖于ATM的P21累积的动力学模型  28-35
    3-1-1 正常细胞P21模型  28-29
    3-1-2 依赖于ATM的P21累积动力学模型  29-35
  §3-2 依赖于P53 的P21 累积的动力学模型  35-41
    3-2-1 定量P53对P21的影响  35-37
    3-2-2 等副振荡的P53对P21累积的动力学模型  37-39
    3-2-3 衰减振荡的P53对P21累积的动力学模型  39-41
第四章 P21 与细胞周期阻滞的研究  41-46
第五章 结论  46-47
参考文献  47-49
致谢  49

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中图分类: > 生物科学 > 分子生物学 > 分子遗传学
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