γ-分泌酶组件蛋白Nicastrin的研究进展

Nicastrin(NCT)是高度糖基化的I型跨膜蛋白,是γ-分泌酶复合物的重要组件蛋白之一,广泛分布于人类或鼠的所有细胞类型。它不仅与γ-分泌酶的组装和成熟密切相关,其构象及表达变化对γ-分泌酶活性和阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)中β淀粉样蛋白(amyloid proteinβ,Aβ)的产生及降解也起重要调节作用。本文就国际上近几年在NCT的结构、合成、分布、降解及功能等方面的研究进展作一综述。     

B结构域糖基化位点对凝血因子Ⅷ分泌和活性的影响

目的:研究B结构域糖基化位点对凝血因子Ⅷ分泌和活性的影响。方法:通过反向PCR技术在凝血因子ⅧA2和A3结构域之间插入B结构域的糖基化序列,PCR后进行重组连接、质粒转化、克隆筛选、质粒抽提等步骤,构建重组人凝血因子Ⅷ载体,然后再通过活性检测试剂盒检测胞外分泌因子Ⅷ活性,用ELISA(双抗体夹心法)检测胞外分泌因子Ⅷ总表达,用Western印迹检测重组因子Ⅷ在胞内的总表达。结果:B结构域糖基化点的增加使得因子Ⅷ的胞外相对活性最高提高了1倍。结论:糖基化位点的加入可以增强因子Ⅷ的胞外活性,如果适当增加糖基化位点的长度和数量(单个糖基化位点重复出现或多个糖基化位点连接),可以进一步提高因子Ⅷ的胞外表达和活性。     

催化淀粉样蛋白产生的γ分泌酶的组装

γ分泌酶可引起多种膜蛋白的跨膜剪切作用,尤其可导致淀粉样前体蛋白（APP）的跨膜剪切,产生淀粉样蛋白（Aβ）。Aβ易发生沉积而诱发阿尔茨海默氏病（AD）。γ分泌酶由四种组分PS、Aph-1、NCT及Pen-2构成,由于该酶的相对分子质量巨大以及结构复杂,所以研究进展比较缓慢,其结构与功能至今仍未完全揭示。本文概述了在催化Aβ产生时γ分泌酶组装过程的研究进展,包括各组分之间的调控及组装。     

α分泌酶在阿尔茨海默病治疗中的作用

阿尔茨海默病(Alzheimer!sdisease,AD)是老年人常见的一种神经系统变性疾病,其特征性病理变化是患者脑内的神经炎性斑,神经炎性斑的主要成分是细胞外β淀粉样蛋白(βamyloid,Aβ)的沉积.Aβ由其前体物质——淀粉样前体蛋白(amyloidprecursorprotein,APP)经β分泌酶和γ分泌酶系列水解而来.APP也可在α分泌酶和γ分泌酶的序列作用下水解,既避免了完整Aβ分子的产生,又产生了对细胞有益的胞外片段(sAPPα),因此这条代谢途径已成为研究AD治疗的靶点.较多的实验结果显示,一类解聚素和金属蛋白酶(adisintegrinandmetalloproteinase,ADAM)分子具有α分泌酶的功能,α分泌酶有可能成为AD治疗的潜在药物靶点.     

COX-2特异性抑制剂罗非昔布对阿尔茨海默病Aβ沉积的影响

本文应用免疫荧光、Western blot及ELISA等实验方法检测COX-2特异性抑制剂罗非昔布对阿尔茨海默病Aβ沉积的影响。实验分为三组,即对照组、AD模型组以及罗非昔布处理组。实验结果发现,与对照组小鼠相比,APP/PS1转基因小鼠脑内Aβ沉积及老年斑的数量增多、体积增大,Aβ1-40和Aβ1-42的含量增加,β-分泌酶和γ-分泌酶(包括BACE1、PS1、PS2、NCT)表达升高,并且小鼠脑内COX-2表达升高;小鼠经罗非昔布干预后,脑内Aβ沉积和老年斑数量减少、APP裂解酶和COX-2表达水平较AD模型组明显降低,以上结果说明COX-2特异性抑制剂罗非昔布可能通过抑制COX-2从而间接降低β-分泌酶和γ-分泌酶的活性,下调PS1、PS2、BACE1、NCT等分泌酶的表达,最终减少Aβ沉积和老年斑的形成,缓解阿尔茨海默病的发生与发展。     

β-淀粉样蛋白前体蛋白胞内结构域（AICD）研究进展

老年性痴呆症（Alzheimer’s disease,AD）一个重要的病理学特征,是在神经细胞外形成由β-淀粉样蛋白（β-amyloid,Aβ）组成的淀粉样斑（amyloidplaques）。β-淀粉样蛋白前体蛋白（β-amyloidprocursorprotein,APP）经β-分泌酶和γ-分泌酶依次水解后产生AB和APP胞内结构域（APP intrace Uulardomain,AICD）。现在已经知道AB在AD的发病机制中起着关键作用,但是关于AICD的生理及病理功能还不清楚。近年来研究发现AICD可以与细胞内多种蛋白相互作用,而且AICD在基因转录、细胞凋亡以及APP的加工和运输过程中均有调节功能。本文针对这一领域的研究进展,对AICD的生理及病理功能进行探讨。     

老年痴呆症相关基因Nicastrin的转录调控

APP蛋白经过降解,形成老年痴呆症患者脑内老年斑的主要成分.由PS(早老素),NCT,PEN-2和APH-14种膜蛋白组成的γ分泌酶催化该降解过程.为了了解人类nicastrin(NCT)基因的转录调控机制,确定了其在人脑中的转录起始位点以及其编码区上游大小不等片段的转录起始活性.EMSA分析证实NCT启动子区的4个AP-1结合位点和2个NFAT结合位点能够与相应的转录因子结合,能够改变转录因子调控能力的定点突变和PDTC诱导使得NCT启动子在HeLa细胞和人鼠皮质神经元中的启动活性都有所改变.以上结果说明:AP-1和NFAT确实参与了人类NCT基因的转录调控.     

信号肽对浸麻类芽孢杆菌α-环糊精葡萄糖基转移酶在大肠杆菌中胞外表达的影响

为了筛选得到利于浸麻类芽孢杆菌Paenibacillus macerans α-环糊精葡萄糖基转移酶(α-CGT酶)分泌表达的信号肽,提高α-CGT酶的分泌表达量,本研究考察了大肠杆菌中外源蛋白分泌表达常用的OmpA、PelB、OmpT和Endoxylanase四个信号肽对重组α-CGT酶在大肠杆菌中胞外表达的影响.在...     

β-分泌酶与二价阳离子耐受蛋白CUTA存在相互作用

淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)沉积是阿尔茨海默病(Alzheimerdisease,AD)的重要病理特征之一.Aβ是由淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)经β-分泌酶(BACE)和γ-分泌酶水解产生的,因此BACE1在AD的形成过程中发挥重要作用.为了进一步研究BACE1的作用机制,以BACE1胞内段构建诱饵蛋白用酵母双杂交方法筛选与之相互作用的蛋白质.结果得到了二价阳离子耐受蛋白(divalent cation tolerant protein,CUTA)的阳性克隆,β-半乳糖苷酶实验表明CUTA和BACE1胞内片段存在相互作用.构建了两者全长基因的表达载体,证明二者在哺乳动物细胞中同样可以相互作用.CUTA可能涉及铜的代谢动力学及乙酰胆碱酯酶(AchE)的膜锚定,而铜的代谢失衡和AchE水平与AD发病密切相关.实验结果为BACE生物学功能和AD发病机制的研究提供了条件.     

γ分泌酶结构和功能的研究进展

γ分泌酶是膜整合蛋白酶复合体,可以切割多种I型跨膜蛋白,近年来由于它与阿尔茨海默病发病密切相关而受到广泛关注。γ分泌酶介导的膜内切割是一个非常复杂的过程,这和它复杂的内部结构和作用机制有关。最新的研究表明γ分泌酶PS亚基的活性位点附近有一个GXGD结构域,它对于γ分泌酶的催化活性有重要作用;"含水腔隙"的发现使γ分泌酶在高度疏水的脂质双分子层内的底物切割成为可能。该文综述了近年来γ分泌酶结构和功能的研究进展,阐述了γ分泌酶切割淀粉样蛋白前体APP释放淀粉样蛋白Aβ的过程,并且指出了γ分泌酶结构功能的研究进展对阿尔茨海默病治疗的重要意义。     

用于核磁共振研究的淀粉样前体蛋白跨膜区域的表达、纯化和胶束重构

淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)被多次酶切后生成β-淀粉样蛋白(amyloid-β peptide,Aβ),其聚合物的毒性作用会引发阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)。其中,APP蛋白的跨膜区域(transmembrane domain of amyloid precursor protein,APPTM)与γ-分泌酶的非特异性切割作用是生成Aβ的关键步骤,在生理条件下重构APPTM对于探究其与γ-分泌酶的相互作用以及AD药物研发具有重要作用。然而,现有的重组APPTM制备方法存在制备效率和产量低等缺点,限制了APPTM的稳定大规模制备。本研究以大肠杆菌(Escherichia coli)为宿主,使用pMM-LR6载体对APPTM进行融合表达。包涵体蛋白经盐酸胍提取后,依次使用Ni-NTA亲和层析、溴化氰切割融合标签和反相高效液相色谱(reverse phase high performance liquid chromatography RP-HPLC),得到了高纯度和高产量的同位素标记的APPTM。进一步将APP...     

甘蔗β-1,3-葡聚糖酶基因的电子克隆与分析

以高粱β-1,3-葡聚糖酶基因(β-1,3-glucanase gene)cDNA序列为探针,搜索甘蔗EST数据库,而后通过电子克隆技术,拼接获得甘蔗β-1,3-葡聚糖酶基因ScBG。采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、卷曲螺旋、亚细胞定位、信号肽、功能域及高级结构等方面进行了预测和分析。结果表明:ScBG基因全长1270bp,包含一个长达1011bp的完整开放读码框(open reading frame,ORF),编码336个氨基酸,分子量为34.8KD,理论等电点为4.98。该蛋白质很可能是胞外定位的诱导物释放型酸性葡聚糖酶,是一种稳定的分泌蛋白,且可信度达最高等级1。该蛋白属于糖苷水解酶第17家族,含有N端信号肽,在第7～29位氨基酸处含有跨膜信号区,在第31～321位氨基酸处含有糖苷水解酶17家族结构域,含2个主要的功能结构域。10个物种ScBG蛋白氨基酸序列的同源性分析表明,甘蔗ScBG基因编码蛋白与高粱β-1,3-葡聚糖酶基因的编码蛋白的同源性最高,达79.82%。以上研究结果为ScBG基因下一步的分子克隆、功能鉴定和应用提供基础。     

β淀粉样蛋白的分泌酶与阿尔采末病的治疗

β淀粉样蛋白(Aβ)级联反应在阿尔采末病(AD)发病过程中起主要作用,Aβ由分泌酶中的β和γ分泌酶水解β淀粉样蛋白前体蛋白(APP)而来。本文综述了参与APP水解的三种分泌酶(α、β和γ)的发现、研究进展及其在调节β淀粉样蛋白过程中的作用。选择性地激活α分泌薄或抑制β和γ分泌酶格减少Aβ产生,为AD治疗提供新的研究思路,以分泌酶为靶点可能成为治疗AD的理想途径。     

人CSE 蛋白的结构与功能分析

胱硫醚-γ-裂合酶(Cystathionine-γ-lyase,CSE)是一种参与半胱氨酸合成并催化H_2S生成的关键性限速酶,具有信号传导和细胞保护作用。分析人CSE蛋白的结构及其功能对了解其调控机制具有重要意义。利用生物信息数据库和分析软件,对人CSE蛋白进行分子结构和理化性质分析。结果显示:人CSE蛋白位于人类1号染色体,含有373个氨基酸是稳定的亲水性蛋白,不具有跨膜结构,无信号肽属于非分泌性蛋白,蛋白二级结构以无规则卷曲为主,含有保守结构域、蛋白定位于细胞质的可能性大、具有大量的丝氨酸(Ser)磷酸化位点和较少的酪氨酸(Tyr)磷酸化位点、与TST、TXNRD1等蛋白有结合能力。对CSE蛋白的分子结构与功能分析为深入研究CSE蛋白的作用机制提供了研究基础。     

泛素-蛋白酶体系统对Aβ生成与代谢调控作用的研究进展

阿尔茨海默症(AD)是中枢神经系统退行性疾病,目前其确切发病机制未明,也无有效的治疗手段。淀粉样蛋白级联假说认为,β淀粉样蛋白(Aβ)是AD形成的关键因素。泛素-蛋白酶体系统(UPS)是胞内主要蛋白质质量控制系统,最近研究发现其可调控Aβ的生成和代谢,进而参与AD的发生。UPS可通过调控泛素化APP、β-分泌酶及γ-分泌酶各成分的代谢参与Aβ生成;同时UPS也是Aβ主要降解途径之一;而Aβ也可抑制UPS系统蛋白酶体活性。本文对此进行了综述。     

引起阿尔茨海默病的γ-分泌酶作用机制

γ-分泌酶剪切C99形成的Aβ在脑中的聚集认为是阿尔茨海默病的元凶,.GXGD结构域",含水腔隙"的发现使得对γ-分泌酶有了进一步认识。本文对γ-分泌酶的结构、作用机制及其抑制剂的研究做综述。     

人转化生长因子β1在大肠杆菌中的分泌表达研究

根据表达产物在大肠杆菌细胞中的定位,可将外源基因的表达分成胞内直接表达和分泌表达两种形式:其中分泌表达又可进一步分成周质分泌表达和胞外培养基外泌(excretion)表达两种方式。采用分泌表达可获得具有天然一级结构、正确折叠、组装的重组蛋白,但因表达水平低一直难以用于工程研究。近年来的研究表明,新生多肽链的跨内膜转运     

DDR2结构域与人IgG Fc融合载体的构建、表达与蛋白纯化

目的:构建DDR2与人IgG Fc融合的分泌型真核表达载体,验证其表达,纯化具有生物活性的分泌型蛋白。方法:分析DDR2蛋白质结构功能域,设计载体构建策略;扩增DDR2胞外结构域片段,将其克隆至Psec Tag2B载体(带有人IgG Fc标签)中,在293T细胞验证其表达;用Protein G纯化柱纯化蛋白。结果:DDR2胞外结构域DS/Fc融合载体测序正确,转染293T细胞中后可成功分泌到细胞上清中,进一步用亲和层析法纯化得到高浓度蛋白。结论:重组载体特异性分泌DDR2胞外区蛋白,引入的Link序列是稳定分泌蛋白构象的基础,融合了人IgG Fc序列,可以作为DDR2配体拮抗剂靶向抑制DDR2与其天然配体的相互作用,对临床研究有重要作用。     

不同信号肽对胞外β-(1,3)-葡聚糖酶在巴斯德毕赤酵母中表达的影响

目的:在胞外β-(1,3)-葡聚糖酶成熟肽的N端添加不同类型的信号肽,研究不同信号肽对其在巴斯德毕赤酵母中表达水平的影响。方法:通过融合PCR方法将α成熟交配因子(MFα)、成熟交配因子Pre肽(αPre)和共翻译转运信号肽(Bip信号肽)等3种信号肽的DNA片段连接至胞外β-(1,3)-葡聚糖酶成熟肽基因的5′端,利用PCR扩增包含其自身信号肽的胞外β-(1,3)-葡聚糖酶基因,将上述4种基因片段分别插入pPIC9质粒,再转化巴斯德毕赤酵母GS115宿主菌并诱导表达;测定胞外β-(1,3)-葡聚糖酶的活性,检测其表达水平。结果:目前在毕赤酵母中已广泛使用的MFα信号肽介导的胞外β-(1,3)-葡聚糖酶表达水平最高,其次是αPre,Bip信号肽介导的该酶表达水平是酶自身信号肽介导的表达水平的2倍。结论:共转运信号肽能够提高胞外β-(1,3)-葡聚糖酶的表达水平。     

β-淀粉样前体蛋白胞内端与JKTBP2蛋白的相互作用

β-淀粉样前体蛋白APP(β-amyloidprecursorprotein)与阿尔茨海默氏症密切相关,它经分泌酶γ切割后生成的胞内端AID(APPintracellulardomain)能够诱导细胞凋亡。为了研究AID在阿尔茨海默氏症病理过程中的作用,我们以AID为诱饵蛋白用酵母双杂交系统筛选与之有相互作用的蛋白。我们发现人不均一核蛋白D类似蛋白JKTBP2的90-204位肽段可以结合AID。利用293T细胞表达蛋白后进行免疫共沉淀,结果证实二者间存在相互作用。这些结果指出JKTBP2可能在阿尔茨海默氏症形成中有重要作用。