一、ROS与铁死亡的关系
在了解NOX家族之前,我们需要明确由NOX介导生成的产物ROS的定义及功能。ROS是指由氧衍生的小分子物质,包括超氧(O2-)、羟基(•OH)、过氧(RO2•)等。这些ROS能够与各类生物大分子,如无机分子、蛋白质、脂质、碳水化合物和核酸等形成密切的相互作用,进而不可逆地损伤或改变靶分子的功能。因此,ROS被认为是生物体损伤的主要贡献者之一。铁死亡是一种依赖于ROS的细胞死亡形式,而ROS的主要来源是线粒体代谢和细胞膜上的NADPH氧化酶(NOX)。

二、NOX家族的成员及结构
NOX家族是催化ROS产生的核心酶,其成员最早在吞噬细胞膜中被发现,主要功能是通过产生ROS来清除病原体,是免疫防御中的重要角色。NOX在多种组织和器官中广泛表达,并且不同的同工酶位于不同的细胞膜上,包括质膜和各种内膜。至今已鉴定出人源NOX家族中的7种亚型,分别为NOX1至NOX5和DUOX1、DUOX2。NOX家族的保守结构特征包括NADPH结合位点、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)结合区域、六个跨膜结构域和四个保守的血红素结合组氨酸。
三、NOXs的组装与激活
NOX蛋白本身几乎没有催化活性,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。其中,辅因子p22phox是NOX复合物的稳定因子,与NOX2结合形成一个具有特征吸收的复合物。NOX的激活除了需要p22phox外,还需要多个调节亚基。在未激活状态下,p40phox、p47phox和p67phox三个调节亚基以复合物形式存在于细胞质中。接受激活刺激后,复合物会迁移到细胞膜,结合到NOX上,形成活性的酶复合物,进而催化产生超氧化物。
四、NOXs的生物学功能及其与铁死亡的关系
作为体内ROS的主要来源,NOXs直接参与多种生理过程,尤其在免疫防御中发挥关键作用。此外,NOXs生成的ROS在氧化还原信号传导中也扮演着重要角色,调控多种细胞生命过程,包括细胞死亡。近年来,研究发现NOX家族成员与铁死亡过程有直接关联,NOX1、NOX2和NOX4等通过不同机制促进铁死亡。其中,NOX1在p53调控下促进膜脂质过氧化,因此被视为铁死亡的正向调控因子。相关研究显示,NOX1/NOX4抑制剂(如GKT137831)能够显著抑制铁死亡,这表明NOXs在与铁死亡相关疾病的防治中具有重要意义。
尊龙凯时致力于生物医疗领域的突破,提供相关基因功能研究产品及定制化的基因调控工具,助力科研工作者发现新的治疗靶点。若有技术或产品需求,欢迎随时咨询。下一期,我们将继续探索铁死亡相关的酶家族,请持续关注尊龙凯时的动态。