Cofilin在疾病中的研究进展

Cofilin是一种肌动蛋白结合蛋白,属于肌动蛋白解聚因子家族成员,普遍存在于真核细胞。它与肌动蛋白微丝(F-actin)结合,调节F-actin的解聚和重构。Cofilin具有多种生物学功能,如参与肌动蛋白骨架重组、核转运、胞质分裂以及心血管生成等。在应激条件下,cofilin可通过相应作用通路进行调节,改变细胞的功能。Cofilin在多种疾病如肿瘤、神经系统性疾病、血管性疾病、感染性疾病等的发生与发展中都起到了非常重要的作用。     

Cofilin蛋白功能及活性调节

Cofilin是普遍存在于真核细胞的一种肌动蛋白结合蛋白. Cofilin的基本功能是在细胞内结合和解聚F肌动蛋白（F-actin）,其活性是通过磷酸化、去磷酸化、磷酸肌醇、pH改变等进行调节.cofilin介导了细胞内的信号途径,从而调节肌动蛋白骨架的重组,对肌肉形态发育起到重要作用.目前,在各种有机体中发现了许多特征性的cofilin蛋白同系物.其中鼠和人有2种cofilin蛋白：cofilin-1（non-muscle cofilin）和cofilin-2（muscle cofilin）.本文根据目前对cofilin的研究结果,从cofilin蛋白结构、功能、活性调节、在肌肉发育中的作用及相关疾病等方面进行阐述.     

LIMK1/Cofilin信号通路与阿尔茨海默病

异常的肌动蛋白与切丝蛋白棒状小体(Cofilin-rods)是除了Aβ噬斑及Tau神经纤维缠结外,阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)的另一个显著病理特征。目前,在基于Aβ噬斑进行的药物开发尚未成功的情况下, Rac1/PAK/LIMK1/Cofilin的研究引起人们广泛的关注。因此,研究神经切丝蛋白(Cofilin)通路与微丝骨架(F-actin)动态周转的调控关系,可进一步揭示AD的病理机制及发现新的药物靶点。     

肌动蛋白解聚因子在动物生殖和胚胎发育中的作用

肌动蛋白解聚因子家族Cofilin/ADF(AC蛋白家族)属于肌动蛋白结合蛋白,是微丝骨架的一个重要调节者。AC蛋白家族能够截断微丝,促进肌动蛋白单体的解离和循环以及微丝解聚,调控微丝骨架的重建,进而影响与微丝骨架相关的一些生理功能如细胞增殖、迁移、凋亡及胚胎发育等。本文将着重介绍AC蛋白家族在动物生殖诸如精子发生、卵巢发育、卵子发生、卵裂,以及胚胎发育等过程中的调节与功能。     

ERM蛋白在微血管内皮细胞通透性调控中的研究进展

埃兹蛋白(Ezrin)/根蛋白(Radixin)/膜突蛋白(Moesin)(ERM)是细胞膜与胞内骨架的连接蛋白,具有高度同源性。细胞外刺激因子可通过多种信号通路磷酸化ERM蛋白,使细胞骨架重构,从而调控微血管内皮细胞通透性,在感染、炎症、代谢异常等病理过程中发挥作用。ERM功能调节的一个重要环节就是其羧基末端苏氨酸残基磷酸化后引起ERM构象的改变,暴露的羧基末端尾部的肌动蛋白(actin)-细胞骨架结合位点;故通过ERM的桥接作用,可将肌动蛋白微丝与细胞膜相连,使血管内皮细胞屏障功能发生变化。目前已知能使ERM磷酸化的激酶有蛋白激酶C(PKC)、促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)、Rho相关激酶(ROCK),分别通过p38-MAPK、Rho/ROCK、PKC信号通路参与微血管内皮屏障功能的调控。本文旨在阐述ERM及其相关信号通路在微血管内皮细胞通透性调控中发挥的作用。     

蛋白质可逆磷酸化对花粉管生长的调控作用

花粉管极性生长受多种信号与代谢过程的调控,主要包括Rop GTPase信号途径、磷脂酰肌醇信号通路、Ca²⁺信号途径、肌动蛋白动态变化、囊泡运输、细胞壁重塑等,这些过程都受到蛋白质可逆磷酸化作用的调节。如：(1) Rop调节蛋白(GEF、GDI和GAP)的可逆磷酸化可以改变其活性,从而调节Rop GTPase;同时,蛋白激酶还可能作为Rop下游的效应器分子参与Rop下游信号途径的调节;(2) 蛋白质可逆磷酸化作用既能够激活/失活质膜上的Ca²⁺通道或Ca²⁺泵,又参与调节胞内贮存Ca²⁺的释放,从而调控花粉管尖端Ca²⁺梯度的形成;此外,蛋白激酶还作为Ca²⁺信号的感受器,磷酸化相应的靶蛋白,参与Ca²⁺信号下游途径的调节;(3) 肌动蛋白结合蛋白(ADF和Profilin)的活性也受到蛋白质可逆磷酸化的调节,进而调控肌动蛋白聚合与解聚之间的动态平衡;(4) 蛋白质磷酸化作用调节胞吞/胞吐相关蛋白的活性,并调控质膜的磷脂代谢,从而参与调控囊泡运输过程;(5) 胞质丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶和蔗糖合酶的可逆磷酸化可以调节其在花粉管中的功能与分布模式,参与花粉管细胞壁重塑;(6) 转录调节蛋白与真核生物翻译起始因子的可逆磷酸化可以改变其活性,从而调控RNA转录与蛋白质合成。文章主要综述了花粉管生长过程中重要蛋白质的可逆磷酸化作用对上述关键事件的调节。     

糖原合成酶激酶-3β与肾脏疾病

糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)GSK-3β是一种在真核生物体内广泛存在的丝/苏氨酸蛋白激酶.GSK-3β是Wnt/β-catenin、PI3K/Akt、胰岛素等多种信号通路的关键调节因子,并与多种疾病有关.最近人们发现,GSK-3β是通过使多种底物发生磷酸化来发挥生物学功能.主要就GSK-3β在肾脏疾病研究中的新进展作一综述,希望为探索各种肾脏疾病的发病机制以及寻找有效的治疗手段提供新视角.     

微丝骨架调控植物特有生理活动的研究进展

微丝骨架参与了真核生物诸多重要的生理活动。真核生物的肌动蛋白均演化自同一祖先基因,在生化特性和调控机制上存在一定的相似性。动物和植物各自特异的生理活动和器官组成,动物和植物细胞中微丝骨架的存在形式、微丝结合蛋白种类及微丝动态调控机制等方面存在一定的差异。该文基于植物特有的生命活动和生理过程,重点归纳和概述了植物微丝骨架在部分植物特异生理活动中的作用机理的研究进展。     

微丝骨架的构成及其对花粉管极性生长的调控作用

微丝骨架是细胞骨架的重要组成部分,它由肌动蛋白和肌动蛋白结合蛋白组成,广泛存在于真核细胞中。近年来,大量研究表明植物花粉及花粉管中存在丰富的微丝骨架。目前,在微丝骨架作为信号转导途径的靶标参与对花粉管极性生长的调控、微丝骨架在花粉和花粉管中的分布及其在花粉管生长过程中与其他信号分子之间的相互作用等方面取得了一系列突破性进展。     

肌动蛋白相关蛋白2/3复合体的结构、功能与调节

微丝参与了细胞形态维持及细胞运动等多种重要的细胞过程。微丝由肌动蛋白单体组装而成 ,肌动蛋白相关蛋白 2 / 3(Arp2 /Arp3,Arp2 / 3)复合体在微丝形成过程中起重要作用。Arp2 / 3复合体由 7个亚单位组成 ,在细胞内受到多种核化促进因子的调节 ,并与这些因子协同作用来调节肌动蛋白的核化。Arp2 / 3复合体结构、功能及调节的研究对于阐明微丝形成机制及细胞骨架与某些信号分子的关系有重要意义。