酵母RNA聚合酶II羧基端结构域激酶CTDK-I及其亚基的结构与功能

RNA聚合酶Ⅱ最大亚基Rpb1的羧基端结构域（carboxyl-terminal repeat domain,CTD）是RNA聚合酶Ⅱ发挥转录延伸功能所必需的,对其执行精确的转录调节功能至关重要。酵母细胞周期蛋白依赖性激酶CTDK-I（carboxyl-terminal repeat domain kinase,CTDK-I）由CTK1、CTK2和CTK3组成,作用于RNA聚合酶Ⅱ羧基端结构域,动态磷酸化CTD的七肽重复序列（YSPTSPS）来调控转录和翻译。酵母中的特异性蛋白CTK3与特殊的细胞周期蛋白CTK2结合形成异二聚体,再与CTDK-I的催化亚基CTK1结合以调节其活性。CTK1作为细胞周期蛋白CDK（cyclin dependent kinase,CDK）的同源蛋白,其结构与功能的研究可拓展人们对CDK蛋白家族的认识;CTK2-CTK3复合物对CTK1调控机制的研究也可为细胞周期蛋白抑制剂的研发提供新的思路。本文简述了酵母CTDK-I的功能特点及其亚基的结构与功能以及亚基间的相互作用,并展望了CTDK-I复合物的研究前景。     

细胞周期蛋白依赖性激酶活化激酶(CAK)的研究进展

细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)的基本功能是对细胞周期进行调控。CDKs的激活需要与特异性亚基cyclins结合,并被CDK7-cyclinH-MAT1三元复合物(CAK)磷酸化。此外,CDK7-cylinH-MAT1还是转录因子ⅡH(TFⅡH)的亚基组成部分,磷酸化RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)大亚基的羧基末端结构域(CTD)。CAK因为在细胞周期过程中的重要作用,而受到越来越广泛的关注。本文主要就CAK自身活性调节及其对细胞周期的调控进展作一综述。     

CDK12主要生理功能与其在肿瘤发生中作用的研究进展

周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)是细胞周期和基因转录的关键调节因子,其调控异常是促进肿瘤发生的重要因素。CDK12是一种与转录相关的周期蛋白依赖性激酶,可使RNA聚合酶Ⅱ碳端氨基酸(carboxy terminal domain of RNA polymeraseⅡ, RNA pol II CTD)中的丝氨酸磷酸化,并参与多种细胞生理过程,如DNA损伤反应、细胞增殖和分化以及m RNA剪接和转录前m RNA加工等。此外, CDK12编码基因的突变将导致多种细胞过程调控异常,基因不稳定性增加,这都可能促进肿瘤的发生发展。本文将重点讨论细胞中CDK12调节转录调控、RNA剪接、细胞成熟和分化、DNA损伤修复(DNA damage repair, DDR)的机制以及其基因突变对于正常细胞的影响,旨在阐明CDK12的主要生理功能及其在肿瘤发生发展中的作用,为临床各类肿瘤的靶向药物研究提供帮助。     

CDK9与疾病相关研究进展

细胞周期依赖性蛋白激酶9(cyclin-dependent kinases 9,CDK9)是丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员之一,在细胞周期和凋亡中至关重要。CDK9是RNA转录关键延长因子,且通过磷酸化RNA聚合酶Ⅱ的羧基端结构域发挥功能。在这里我们概述了CDK9与炎症因子、流感病毒、艾滋病毒和肿瘤间的密切关系。我们通过对CDK9相关的途径的阐明,指出CDK9是细胞生物学的重要调节剂,CDK9途径的去调节可以为对人类疾病的发病机理和进展提供重要的见解。     

中介体复合物——RNA聚合酶Ⅱ转录装置的信息传递者

在真核通用转录装置与基因特异性调控蛋白之间起到桥梁作用是一种保守的多蛋白中介体复合物（mediator complex).中介体复合物是由约20种蛋白组成的复合物,以单独或与RNA聚合酶Ⅱ形成复合物的形式存在,后者被定义为全酶（holoenzyme)。中介体复合物把从增强子等调控区获得的正调控与负调控信息,经过整合和转换再传递到启动子,它直接通过RNA聚合酶Ⅱ行使功能,并在依赖于启动子的转录过程中调节RNA聚合酶Ⅱ的活性,最后在哺乳动物转录系统中发现了一些与酵母中介体复合物极为相似的类似物也能够与转录激活蛋白相互作用,并在转录调节过程中起到重要的作用。     

中介体：结构与功能

中介体,最早在酵母中发现的由多个蛋白质亚基组成的生物大分子复合物,是 RNA 聚合酶Ⅱ通用转录装置的基本组分,在真核 mRNA 合成的活化和阻抑中起着关键作用 . 调控信号可以通过中介体构象的改变而传递,影响转录的起始过程 . 近年来的研究已经确定了哺乳动物中介体的亚基组成及其相关活性,揭示了从酵母到人类中介体结构和功能在进化上惊人的保守性 .     

整合因子复合物——基因转录调控的多能选手

整合因子复合物(integrator complex,INT)的发现极大地拓展了对小核RNA转录成熟和基因转录调控的认知,也重新掀起了相关领域的研究热潮.INT是1个至少由14个亚基组成、分子量超过1.4 MD的蛋白质复合物.它一方面通过内切酶活性切割转录本,执行功能;另一方面与PP2A磷酸酶结合,调节RNA聚合酶Ⅱ上...     

BTF2／TFⅡH的多功能与PolⅡ转录

BTF2,又称TFⅡH,为一多亚基蛋白质复合物,具有解链酶、依赖DNA的ATP酶及磷酸激酶活性,参与mRNA转录起始以及与转录偶联的核苷酸切除修复过程,在转录起始复合物形成过程中,BTF2/TFⅡH在有TFⅡE存在时,可使RNA聚合酶Ⅱ的羧端区域(CTD)、TBP及有关转录因子磷酸化.磷酸化反应可影响转录起始复合物中的蛋白质-蛋白质相互作用,调节转录起始,因此,BTF2/TFⅡH是一种重要的基本转录因子.     

真核生物RNA聚合酶组装及其生物学意义

RNA聚合酶负责RNA生物合成,是维持机体细胞生长和器官发育的重要调控机器.真核生物主要通过3种多亚基RNA聚合酶(RNAPⅠ、RNAPⅡ和RNAPⅢ)进行基因转录.RNA聚合酶Ⅱ由10个核心亚基组成,分子质量约为520 ku.RNA聚合酶结构已经解析,但其组装过程却还不清楚.RNA聚合酶各亚基无法完成体外自我组装,说明细胞内其装配过程需要组装因子帮助.RNA聚合酶组装是一个复杂的生物学过程,近年来组装因子的鉴定和发现使RNA聚合酶组装研究成为热点.在酿酒酵母中发现的组装因子有Rba50、Bud27和GPN蛋白家族等.其中GPN蛋白家族是重要的GTP酶(GTPase)家族,从古细菌到酵母以及高等真核生物中都存在,且高度保守.近期研究发现,Rba50在动植物的同源蛋白(RPAP1和IYO)与细胞分化和发育有关.GPN等组装因子编码基因的突变与细胞发育及恶性肿瘤发生发展密切关联.本文对真核生物RNA聚合酶组装最新进展做出综述,以期为RNA聚合酶组装机制的最终阐明及其与疾病发生的关联研究提供基础.     

CTD及其磷酸化状态在基因表达调控中的作用

真核ＲＮＡ聚合酶Ⅱ的最大亚基羧基末端结构域（ＣＴＤ）在基因表达调控中扮演着重要角色。本文对ＣＴＤ的基本特性及其磷酸化／非磷酸化状态转变在转录起始复合物形成、转录延长转录后加工和特定基因转录调控等过程中发挥的作用进行了综述。     

RNA聚合酶II中的CTD结构在mRNA转录和加工偶联过程中的重要作用

RNA聚合酶II最大亚基末端的羧基端结构域（CTD）是由以七氨基酸（-Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser- Pro-Ser-）为重复单位的高度保守的重复序列组成的。因其结构与功能上的特殊性,它在近年来受到学术界的广泛关注。诸多的实验表明,该结构可通过与mRNA加工因子的相互作用而对其加工过程产生直接或间接的影响,在mRNA的转录和加工的偶联过程中具有重要的作用。本文即是根据近年来的实验结果对其结构和功能做出的综述性介绍。     

NPAT分子的调控机制

正常的细胞周期进程需要对组蛋白的合成转录进行精确调控。NPAT(nuclear protein ataxia-telangiectasia)蛋白由cyclin E/CDK2(cyclin E/cyclin dependent kinase 2)激活,是调控组蛋白转录和细胞周期的重要分子。NPAT定位于细胞核内的特殊结构组蛋白基座体(histone locus body,HLB),这一定位与其功能密切相关。近期研究揭示了一系列与NPAT具有相互作用的蛋白分子,这些蛋白分子通过不同的方式对NPAT的功能及其细胞内定位进行调控。该文对近些年来NPAT在组蛋白转录调控和细胞周期中的作用以及NPAT的调控机制方面的研究进行综述。     

蛋白激酶抑制剂Flavopiridol对流感病毒复制的体外抑制作用

【目的】在细胞水平上研究黄酮类化合物flavopiridol的抗流感病毒效果,初步探索了其抗流感病毒的机制。【方法】首先用Western blot初步检测了在蛋白激酶抑制剂flavopiridol处理下流感病毒NP和M1蛋白的水平,然后通过免疫荧光实验观察了宿主细胞中流感病毒vRNP的合成,又利用噬斑实验检测了flavopiridol对病毒复制的影响,最后通过检测flavopiridol处理的宿主细胞内RNA聚合酶Ⅱ的磷酸化状态和病毒各种RNA的合成量,探究了flavopiridol抑制流感病毒复制的机理。【结果】结果表明,flavopiridol在细胞水平上可以显著抑制流感病毒蛋白质和vRNP的合成及病毒的复制,同时flavopiridol也可以抑制宿主RNA聚合酶Ⅱ大亚基CTD结构域七肽重复序列中的2位丝氨酸的磷酸化来抑制聚合酶的转录延伸活性,显著地减少病毒vRNA的合成。【结论】Flavopiridol可以通过抑制宿主细胞RNA聚合酶Ⅱ的转录延伸活性有效地抑制流感病毒的复制。     

真核mRNA转录终止机制

真核RNA聚合酶Ⅱ催化的mRNA转录是基因表达中一个重要阶段,但是对它的终止过程却知之甚少。大量实验表明,真核mRNA转录终止涉及到RNA聚合酶Ⅱ最大亚基（Rpb1）C末端结构域和多种转录终止相关因子以及两者之间的相互作用。这些结果初步勾画了真核mRNA转录终止的一般过程。     

中介体复合物——真核转录调控中的中央控制器

中介体复合物(Mediator Complex)是由多个在进化上高度保守的蛋白质组成的复合物,它是RNA聚合酶Ⅱ转录装置中的一个重要辅助因子,是介于转录因子与RNA聚合酶Ⅱ之间传递信息的桥梁。在哺乳动物细胞中,不同信号转导通路通过激发其特异控制的转录因子与中介体复合物中特定的组分蛋白发生相互作用,从而调控下游基因的表达。此外,中介体复合物还可以与各种辅因子相互作用,而这些相互作用最终使得中介体复合物可以整合接收到的各种信息并输出为下游基因的激活或沉默,进而控制细胞的增殖、分化及各种生理功能。该文将结合近年来的研究成果,对中介体复合物在真核转录中的调控机制及其生物学功能作一简要综述。     

Elongator复合物:一种新的参与转录延伸的组蛋白乙酰转移酶

由6个亚基组成的Elongator复合物是RNA聚合酶Ⅱ（RNA polymeraseⅡ．RNAPⅡ）全酶的一个重要组成部分,它可以与高度磷酸化的RNAPⅡ相结合,其Elp3亚基具有组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferase,HAT）活性,在以染色质为模板的转录延伸中发挥重要作用。Elongator是目前发现的第一个参与转录延伸的HAT复合物。     

周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶及相关激酶抑制剂在细胞周期进程中的调控机制研究进展

在细胞发育过程中,细胞周期起着至关重要的作用。细胞周期进程主要受细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin dependent kinase, CDK)、周期蛋白和内源性CDK抑制剂(cyclin-dependent kinase inhibitors,CKI)调控。其中,CDK是主要的细胞周期调节因子,可与周期蛋白结合形成周期蛋白-CDK复合物,从而使数百种底物磷酸化,调控分裂间期和有丝分裂进程。各类细胞周期蛋白的活性异常,可引起不受控制的癌细胞增殖,导致癌症的发生与发展。因此,了解CDK的活性变化情况、周期蛋白-CDK的组装以及CKI的作用,将有助于了解细胞周期进程中潜在的调控过程,为癌症与疾病的治疗和CKI治疗药物的研发提供基础。本文关注了CDK激活和灭活的关键事件,并总结了周期蛋白-CDK在特定时期及位置的调控过程,以及相关CKI治疗药物在癌症及疾病中的研究进展,最后简单阐述了细胞周期进程研究面临的问题和存在的挑战,以期为后续细胞周期进程的深入研究提供参考和思路。     

RNA聚合酶——抗流感病毒的新靶点

RNA聚合酶是由PA、PB1和PB2三个亚基构成的蛋白质复合物,在流感病毒基因组的转录复制过程中发挥着重要作用。随着研究的不断深入,RNA聚合酶已经成为抗流感病毒药物重要的靶点。本文介绍了RNA聚合酶各个亚基结构、功能以及RNA聚合酶抑制剂的研究进展。