脂质组学研究方法及其应用

脂质不仅是生物膜的骨架成分和能量贮存物质, 越来越多的证据表明, 脂质也参与细胞的许多重要功能。脂质组学是代谢组学的一个重要分支, 主要研究生物体内所有的脂质分子的特性以及它们在蛋白质表达和基因调控过程中的作用。脂质组学是依赖技术驱动的科学。近年来, 随着人们对脂质研究的重视, 脂质组学研究方法和策略有了突破性进展, 在动物上开发出的脂质组学分析方法已经扩展应用到植物上。该文重点介绍脂质组学的研究方法及其应用, 以期推动脂质组学,特别是植物脂质组学的进一步发展。     

脂质组学研究方法及其应用

脂质不仅是生物膜的骨架成分和能量贮存物质,越来越多的证据表明,脂质也参与细胞的许多重要功能。脂质组学是代谢组学的一个重要分支,主要研究生物体内所有的脂质分子的特性以及它们在蛋白质表达和基因调控过程中的作用。脂质组学是依赖技术驱动的科学。近年来,随着人们对脂质研究的重视,脂质组学研究方法和策略有了突破性进展,在动物上开发出的脂质组学分析方法已经扩展应用到植物上。该文重点介绍脂质组学的研究方法及其应用,以期推动脂质组学,特别是植物脂质组学的进一步发展。     

脂肪组织中自噬信号通路及其功能

细胞自噬是一种真核生物中高度保守的代谢过程,包括巨自噬、微自噬以及分子伴侣介导的自噬等。自噬过程可以清除受损的细胞器,降解糖原、脂类和蛋白质等生物大分子物质,供细胞重新利用,维持细胞内代谢平衡。自噬障碍与多种疾病的病理发生过程息息相关,包括肿瘤、2型糖尿病、肥胖、骨骼肌病以及神经退行性疾病等。脂肪组织是人体脂质储存的重要场所,广泛分布于全身各处,如内脏和皮下等。脂肪组织通过储存冗余脂肪并分泌脂肪因子,防止脂肪的异位堆积和脂毒性的发生,维持机体的脂质稳态。近期的许多研究表明,自噬进程深度参与脂肪细胞的细胞分化与能量代谢。因此,深入探究脂肪组织自噬过程与机体脂质稳态的调控关系,有利于揭示机体脂质平衡的内在机制,为新型药物靶点的开发提供扎实的理论依据和数据支持。本文就近年来关于自噬影响脂肪组织脂质代谢的最新研究进展作一综述。     

生物体内蛋白质降解系统的研究进展

生物体细胞内外多数的蛋白质处于极其稳定的动态平衡中,蛋白质的降解与合成是维持这种动态平衡的两种重要的代谢方式。胞内蛋白质的降解主要有两种途径:自噬和泛素-蛋白酶体系统。自噬是一种由溶酶体参与的对生物细胞内多余或异常蛋白质的降解途径,主要包括由分子伴侣介导的自噬、巨自噬和微自噬三种类型。泛素-蛋白酶体系统是一种非常复杂的蛋白质降解途径,具有高度的特异性,参与并调控细胞信号传递、免疫应答等绝大多数的生命活动。研究表明,多数疾病的发生与生物体内蛋白质的降级系统机能紊乱有关。因此,本文综述了生物体细胞内外蛋白质降解的两种途径及其机制,并总结了其病理学意义及研究进展。     

大数据-模型混合驱动下生物过程优化与放大的新机遇与挑战

当前,生物制造技术和产业是世界关注的热点。然而,生物过程优化与放大过程中普遍面临以下几个难题,包括:过程检测手段缺乏,难以满足关键指标参数的监控;细胞代谢认知匮乏,无法理性实现过程最优化调控;反应器环境差异大,导致逐级放大效率低下。文中针对以上亟待解决的关键问题,通过案例分析介绍发酵过程实时检测-动态调控-理性放大全链条关键技术创新。在未来,生物过程设计将以集成细胞生理学(时空多尺度细胞代谢模型)和流体动力学(CFD模型)的全生命周期模型为指导,推进计算机辅助设计与开发,加速生物过程实现大规模智能化生产,开启绿色生物制造新时代。     

铁代谢与蛋白质泛素化．降解调控研究进展

铁元素为几乎所有的生命体所必需,维持铁代谢稳态对机体的正常功能至关重要。铁代谢紊乱与人类多种疾病的发生和发展有关。已知铁代谢稳态受到一系列参与铁代谢环节的关键蛋白质,如IRP2等的精确调节。这些重要蛋白质的稳定性、生理活性的动态变化及其协调作用是细胞维持铁代谢平衡的分子基础。除了转录和转录后水平的调控,泛素化等翻译后修饰方式和蛋白质降解是细胞精确调控参与铁代谢的蛋白质的水平及功能普遍而有效的方式之一;同时,细胞的铁代谢状态也影响细胞内参与泛素化等翻译后修饰途径的酶类的活性和稳定性,从而在铁代谢和蛋白质修饰．降解途径之间形成反馈机制,实时和动态地完成对细胞内铁代谢水平的精确调控。就相关领域的最新进展作简要综述。     

磷脂酰肌醇类脂质在嗜肺军团菌发病机制中作用的研究进展北大核心

嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)是一种能引起被称为“军团病”的严重肺炎的致病菌,其利用自身的IVB型分泌系统(type IVB secretion systems)将效应蛋白转运到宿主细胞中,作用于宿主蛋白质和脂质,以形成军团菌在宿主细胞内生长所需的吞噬泡(Legionella-containing vacuole,LCV)。磷酸酰肌醇(phosphatidylinositols,PIs)作为细胞的重要脂质组成,参与细胞信号转导及囊泡转运等过程。而大量的证据表明嗜肺军团菌利用其效应蛋白调控宿主磷酸酰肌醇类脂质代谢及其LCV膜的脂质组成,以促进LCV的成熟。本文主要从军团菌的致病机制、其效应蛋白对磷酸酰肌醇类脂质的代谢调控及对宿主磷脂酰肌醇代谢酶的招募等方面进行了综述分析,期望对进一步理解军团菌调控宿主脂质代谢分子机制和其致病机制提供参考。     

自噬在肝脏蛋白质和脂质代谢中的作用

自噬是一个通过降解细胞组分如细胞器和蛋白质等以维持细胞存活和功能的重要的溶酶体途径。肝脏作为新陈代谢的中枢器官,肝脏高度依赖于自噬以发挥正常功能并防止疾病发展。肝细胞自噬的改变参与肝损伤,脂肪肝等肝病的病理变化,以自噬为靶点寻求治疗各种肝病的方法已成为热点研究领域,但自噬在肝脏蛋白质和脂质代谢中的作用极其机制尚不清楚。本文对自噬在肝脏蛋白质和脂质代谢中的作用的最新进展进行综述。     

哺乳动物营养代谢的时间生物学研究进展

时间生物学主要是研究生物体内生理和行为的时间机制的学科,而这种机制主要是由生物钟调控的。研究表明,营养代谢的各个方面如葡萄糖转运、糖原异生、脂质合成及降解、氧化磷酸化等作用都受到生物钟核心转录机制的调控,并具有时间敏感性;相反,代谢信号也可以反馈调节生物钟系统,包括生物钟基因表达和行为活动。生物钟的紊乱会造成诸如心血管疾病、肥胖、糖尿病等多种疾病。本文从代谢与生物钟的相互关系、各类营养信号和营养素对生物钟的作用以及生物钟与营养代谢相关疾病的关系等多方面综述了哺乳动物营养代谢的时间生物学研究进展。     

乙型肝炎病毒表面抗原对细胞脂质合成作用的研究

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)合成的蛋白调节细胞脂质代谢的研究不断被报道,但乙型肝炎病毒表面抗原(hepatitis B virus surface antigen,HBsAg)与脂质代谢的相互调控研究较少,且机制尚不明确。本研究通过对细胞转录组学的分析,揭示HBsAg对脂质代谢的调控机制。选用稳定表达HBsAg的细胞系HepG2-S-G2与其对照细胞系HepG2-neo-F4进行转录组学分析。利用定量聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)、蛋白质印迹法(Western blot,WB)分别检测重要差异基因OXCT1和CYP4F3在mRNA水平和蛋白水平的表达差异。为验证HBsAg促进脂质合成上调的表型,对两种细胞系进行油红O染色并检测细胞脂肪酸、总胆固醇水平。进一步对稳定转染HBV的细胞系HepG2.2.15进行降脂处理,以观察细胞上清液中HBsAg与脂质合成之间是否存在相互调控。结果显示,参与脂质代谢的差异基因发生显著变化,提示HBsAg引起了宿主细胞脂质合成途径的上调和消耗途径下调。定量PCR结果显示,相对于HepG2-neo-F4细胞,HepG2-S-G2细胞的3-酮酸辅酶A转移酶1(3-oxoacid CoA-transferase 1,OXCT1)mRNA水平升高约9倍,与转录组测序结果基本一致;CYP4F3基因在HepG2-S-G2细胞中转录相对下调。 WB结果显示,OXCT1和CYP4F3蛋白表达均出现相应的显著上调或下调,并且趋势与转录组分析一致。油红O染色以及细胞脂肪酸、总胆固醇水平检测结果证实HepG2-S-G2细胞中脂滴更明显,且游离脂肪酸和总胆固醇均显著升高。降脂处理结果显示细胞上清液中HBsAg显著降低。上述结果表明,HBsAg可上调脂质代谢、促进脂质合成,提示降脂可能成为抑制HBsAg的潜在有效途径。     

细胞代谢过程中的酶促糖基化及其功能

细胞代谢过程中多样的生化修饰反应能够精细调控细胞的活力与功能。其中,酶促糖基化是细胞代谢调控过程中普遍存在的一种分子修饰,对维持和调节细胞功能具有重要影响。糖基转移酶通过将糖基供体的糖基转移至相应的受体分子来实现糖基化修饰。受体分子经过糖基化修饰会改变其在细胞内的稳定性、溶解性和区域定位等特性,并在调节细胞周期、信号转导、蛋白质表达调控、应答反应和清除细胞异物等诸多生物过程中起着重要作用。简要介绍了细胞代谢过程中糖基转移酶超家族的分类、命名和催化机制。重点阐述细胞中蛋白质类生物大分子和小分子化合物的糖基化反应及其在细胞代谢过程中的功能。展望了细胞中糖基化反应及糖基转移酶在人类健康、医药产品、工业催化、食品和农业等领域的应用前景。     

生物化学简明教程(第5版)

<正>主编:张丽萍杨建雄书号:978-7-04-043311-1出版时间:2015年8月定价:43.60内容简介本书被列入首批"十二五"普通高等教育国家级规划教材。全书共分16章,围绕生物化学的基本原理和概念,重点阐述了蛋白质、核酸、糖类、脂质、酶、维生素的结构和功能,新陈代谢及生物氧化的基本规律,糖类、脂质、核苷酸、氨基全书共分16章,围绕生物化学的基本原理和概念,重     

蛋白质定向进化及其在微生物代谢调控中的应用

蛋白质定向进化是非理性改造蛋白质的一种有效方法。利用蛋白质定向进化技术可以改变代谢流,扩展或构建新的代谢途径,弱化或消除不必要或有害的代谢途径,从而达到提高某种代谢产物产率或降解有害物质的目的。蛋白质定向进化技术在代谢调控中的应用有效拓宽了代谢工程的应用范围。本文介绍了主要的蛋白质定向进化技术如易错PCR技术、DNA改组技术、交错延伸技术和临时模板随机嵌合技术等,评述了蛋白质定向进化技术对微生物细胞代谢中的关键蛋白进行定向改造,从而改善其代谢能力,调控微生物代谢等的应用。     

“小离子的大功能”——钙离子调控T细胞抗原受体活化的机制研究

众所周知,脂质同蛋白质及核酸一样是生命体必需的组分之一,由其组成的细胞质膜不仅保证着细胞的完整性,同时也调控着许多生理过程[1]。伴随着生命科学研究技术的发展,关于脂质调控蛋白质功能的工作越来越多地被报道出来[2-3]。总体来说,脂质同蛋白质的相互作用可分成特异性及非特异性相互作用两种形式,二者分别对各类信号事件进行精细的调控。作为脂质-蛋白质非特异性相互作用     

自噬与代谢及代谢性疾病

细胞自噬是真核生物中一种高度保守的代谢过程,可以清除受损的细胞器,降解糖原、脂类、蛋白质等生物大分子物质供细胞重新利用,对维持细胞内代谢平衡有重要意义。自噬障碍常被发现与代谢性疾病相关,如酸性麦芽糖酶缺乏症、肥胖和神经退行性疾病等。该文就近年来关于自噬与代谢及代谢性疾病的研究作一综述。     

维生素E、微量元素锌和硒对大鼠体外原代肝细胞及储脂细胞胶原代谢的影响

对维生素E、微量元素锌和硒对大鼠肝脏细胞胶原代谢的调控进行了体外研究。结果表明:肝细胞和储脂细胞均参与肝脏的胶原代谢;环境中维生素E浓度的提高可抑制肝细胞和储脂细胞的核酸合成,对细胞蛋白合成的促进作用不明显,但对细胞胶原蛋白的合成却有选择性抑制作用;环境中微量元素锌和硒浓度的适当提高对肝细胞和储脂细胞的核酸增殖和蛋白质合成均有明显促进作用,但对细胞胶原蛋白合成具有相对抑制作用,若锌和硒的浓度过高则对细胞有损害。总之,营养环境的不同将大大影响肝脏胶原的代谢,因此对肝病病人给予合理的营养膳食可能有助于防止肝硬化的恶化。     

从第八届国际肿瘤会议看肿瘤生化的进展

在这次会上有关肿瘤生化论文的主要内容包括肿瘤代谢特点,化学致癌物的代谢,抗肿瘤药物的作用机制,以及临床生化等。其中以肿瘤代谢特点的论文最多,内容涉及到蛋白质、酶、核酸、脂质、糖及氧化磷酸化等方面。而成就较为突出的是比较肝癌的研究。近年来发现有两类移植性动物肝癌:一类的生长较快,其形态(包括细胞亚细微结构)和代谢(如酶型、能代谢等)都与正常肝有显著差别,如 Novikoff 肝癌、3’-甲基奶油黄诱发的大鼠     

糖生物学是研究生命现象的第三个里程碑——糖生物学专刊序言

生命现象的分子基础主要依赖于生物大分子及其相关的一些小分子。生物化学家一直认为：蛋白质和核酸是体现生命现象最重要的生物大分子。20世纪60年代左右,人们才认识到另一类由不同单糖组成的糖链是除蛋白质和核酸外体现生命现象的第三类生物大分子,糖链的研究已公认为继蛋白质和核酸的研究后探索生命奥秘的第三个里程碑。     

信号分子调控细菌生物被膜形成的分子机制

细菌生物被膜(Bacterial biofilm,BF)是黏附于机体黏膜或生物材料表面、由细菌及其分泌的多聚糖、蛋白质和核酸等组成的被膜状生物群体,是造成持续性感染的重要原因之一。细菌在生长繁殖时会产生一些次级代谢产物,部分会作为生物信号分子在细胞内或细胞间传递信息,使细菌在多细胞水平协调统一相互配合,以完成一些重要的生理学功能,如生物发光、BF的形成、运动与固定态生活方式的转换等。信号分子在BF形成过程中起着重要的调控作用。文中从密度感应系统(Quorum-sensing systems,QS)、环二鸟苷酸(Cyclic diguanylate,c-di-GMP)、双组分系统(Two-component systems,TCS)和sRNA等方面介绍影响BF形成的相关信号分子,重点对BF形成过程中的信号分子调控机制进行概述,这对于深入揭示信号分子调控BF形成的机制十分必要。     

miRNAs与脂蛋白酯酶

miRNAs是一类具有调控基因功能的非编码RNAs,它在细胞核中合成,可转运至细胞质,调控脂质代谢相关性疾病的发生发展。脂蛋白酯酶(lipoprotein lipase,LPL)作为甘油三酯水解的限速酶,由心肌、脂肪、骨骼肌、乳腺及巨噬细胞等实质细胞合成和分泌,在脂蛋白转运和脂质代谢过程中发挥重要作用。近期研究证实多种miRNAs,包括miR-29、miR-467b、miR-590、miR-27、miR-134和miR-186,可通过调控脂蛋白酯酶LPL的表达,进而影响脂质代谢。为了深入探讨miRNAs对LPL的影响,本文以miRNAs对LPL的调控作用进行综述,期望以miRNAs为靶点,为脂质代谢相关性疾病的防治提供治疗方案。