植物重金属转运蛋白研究进展

土壤中的有毒重金属不仅对植物有害,也可通过食物链危害人类和动物的健康.重金属转运蛋白在植物吸收、抵抗重金属的复杂机制中起着关键作用.植物重金属转运蛋白分为吸收蛋白和排出蛋白,其中,吸收蛋白转运必需重金属进入细胞,同时也会因为必需重金属的缺乏或离子之间的竞争而运载有毒重金属;排出蛋白是一类解毒蛋白,可将过量的或有毒的重金属逆向转运出细胞,或区室化于液泡中.目前,细胞内多种重金属转运蛋白基因的转录水平与重金属离子积累之间的联系已被揭示,并分离克隆出诸多相关蛋白家族成员.本文综述了近年来发现并鉴定的主要重金属转运蛋白的金属亲和性、器官表达特异性及细胞内定位等的研究进展.     

植物重金属转运蛋白P1B-ATPases研究进展

P_(1B)-ATPases是在生物中广泛存在的一类可通过水解ATP跨膜运送重金属离子的蛋白,是P型ATPase家族的一个亚类。研究发现P_(1B)-ATPases在植物中主要负责重金属离子的主动转运,在植物重金属平衡调节系统中发挥重要作用。文中从P_(1B)-ATPases的结构与分类出发,介绍了P_(1B)-ATPases的作用机制,综述了目前P_(1B)-ATPases功能的研究进展,以期为未来P_(1B)-ATPases在改良作物品质以及生态环境治理的研究及应用提供参考。     

葡萄糖转运蛋白4的转运调控研究进展

GLUT4在胰岛素作用下的转运上膜是血糖调控的一个关键途径.其中包含了两个重要的过程-胰岛素信号转导以及GLUT4转运途径.在这两个过程中新的特异分子的发现以及它们功能特点的研究是发展有效的药物治疗糖尿病的关键因素.本文主要从GLUT4在胞内的循环途径,胰岛素调节的GLUT4的转运以及转运中的调控蛋白三个方面着手,综述了GLUT4的转运调控研究进展.     

Na-K-Cl协同转运蛋白研究进展

Na-K-Cl协同转运蛋白是一类膜蛋白,负责转运Na、K、Cl离子进出上皮细胞与非上皮细胞。Na-K-Cl介导的转运过程是电中性的,多数情况下是1Na:1K:2Cl(乌贼轴突中是2Na:1 K:3Cl),其活性被布美他尼(bumetanide)和呋塞米(furosemide)所抑制。迄今为止,Na-K-Cl协同转运蛋白被鉴定出来两个同源异构体:NKCC1和NKCC2。NKCC1存在于多个组织中,含有NKCC1的上皮大多数属于分泌上皮,而且会有Na-K-Cl协同转运蛋白位于基底膜外侧;NKCC2只存在于肾脏,位于上皮细胞致密班的顶膜上。Na-K-Cl协同转运蛋白的调控在不同的细胞和组织中是不同的。Na-K-Cl协同转运蛋白的活性会受激素刺激和细胞体积变化的影响;有些组织中,这种调控作用(尤其是NKCC1亚基)是通过特定的激酶使该转运蛋白自身发生氧化/硝化、磷酸化/去磷酸化来实现的;蛋白过表达在Na-K-Cl协同转运蛋白的激活中也起重要作用。     

水稻硅转运蛋白研究进展

硅是促进水稻生长和维持持续生产的重要营养元素,它有助于提高植物抗病虫害、抗倒伏以及抗生物和非生物胁迫的能力。硅能改善水稻的形态结构,提高产量和品质,还可以提高氮、磷利用率,减轻一些重金属的毒害作用。综述了水稻硅吸收运输有关的输入转运蛋白Lsi1、输出转运蛋白Lsi2和运输蛋白Lsi6表达和功能。同时,对这些转运蛋白的应用前景进行了展望。     

植物硫转运蛋白研究进展

硫转运蛋白在植物对硫酸盐的吸收和转运中起着重要的作用。已经在拟南芥、大麦和小麦等植物中分离到了40多种硫转运蛋白基因。这些基因序列与其他种类生物的硫转运蛋白基因序列有着高度的保守性。利用CLUSTAL程序建立的系统进化树将植物硫转运蛋白划分为5个亚群。使用多种拓扑预测程序推测出不同植物硫转运蛋白的共同结构特点是均含有12个跨膜域。在柱花草和大麦中,硫转运蛋白基因表达调控包括植物体内硫水平的负调控和O—乙酰丝氨酸的正调控两种方式。对硫转运蛋白的组织定位和功能研究表明,高亲和硫转运蛋白主要定位于根部,在根系硫酸盐吸收中起重要作用。     

锌转运蛋白基因研究进展

锌作为一种重要的微量元素参与了植物体内广泛的生理和生化过程,本文详细介绍了涉及Zn^2＋吸收转运的ZIP基因家族（ZRT／IRT相关蛋白）和CDF（Cation　diffusion　facilitator）家族。ZIP家族转运蛋白主要负责将Zn^2＋等二价阳离子跨膜转运进细胞内,以完成细胞内多种生理生化反应。CDF家族转运蛋白主要负责将过量Zn^2＋运出细胞,或者将细胞内过量Zn^2＋进行区室化隔离,降低Zn^2＋对细胞的危害作用。ZIP家族转运蛋白和CDF家族转运蛋白的相互协调使得Zn^2＋在细胞和有机体水平上维持着稳态,进而为细胞内各种生理生化反应的进行供一种保障机制。     

酵母甾醇转运蛋白研究进展

甾醇是一类广泛存在于生物体内的环戊烷骈多氢菲衍生物,其不仅是细胞膜的重要组成成分,还具有重要的生理和药理活性。随着合成生物学和代谢工程技术的发展,近些年来应用酵母细胞异源合成甾醇的研究不断深入。但由于甾醇是疏水性大分子,倾向于积累在酵母的膜结构中而引发细胞毒性,一定程度上限制了甾醇产量的进一步提升。因此,揭示酵母中甾醇转运机制,特别是与甾醇转运相关的转运蛋白的工作原理,有助于设计新的策略,解除酵母细胞工厂中的甾醇积累毒性、实现甾醇增产。酵母中甾醇转运主要通过蛋白质介导的非囊泡运输机制来完成,本文归纳了酵母中已报道的5类甾醇转运相关蛋白,即OSBP/ORPs家族蛋白、LAM家族蛋白、NPC样甾醇转运蛋白、ABC转运家族蛋白和CAP超家族蛋白,汇总了这些蛋白对细胞内甾醇梯度分布和稳态维持所起的重要作用。此外,本文还综述了甾醇转运蛋白在酵母细胞工厂中的应用现状。     

植物MATE转运蛋白研究进展

多药和有毒化合物外排转运蛋白(MATE)又称解毒外排转运蛋白(DTXs),广泛存在于真核与原核生物中。MATE是一种膜蛋白,通常具有12个呈V型排列的跨膜区。在植物中MATE/DTXs转运蛋白主要参与铁稳态调节、无机阴离子和次生代谢物转运、外源物质和重金属解毒、植物生长发育调控以及病害与逆境胁迫响应。该文对植物MATE蛋白家族的发现、系统发育、结构及功能等研究进展进行综述,以期为MATE/DTXs应用于作物或牧草抗逆遗传改良提供参考。     

水稻蔗糖转运蛋白研究进展

蔗糖转运蛋白是光合产物运输与分配调控网络中的重要节点,主要参与蔗糖从"源"到"库"的质外体运输,在蔗糖的感应、"源"器官装载、韧皮部长距离运输和"库"器官卸载中起重要作用。总结和分析了水稻蔗糖转运蛋白基因家族的组成、蛋白结构特点、表达与调控特性、生物学功能等方面的研究进展,在此基础上,提出了蔗糖转运蛋白基础理论和应用研究方面存在的不足及应予重视和加强的主要方向。     

植物ABCB转运蛋白研究进展

ABC转运蛋白家族是一类通过结合并水解ATP释放能量实现底物的跨膜运输的转运蛋白,它们参与了植物众多的生理代谢过程,根据保守区的进化关系将ABC转运蛋白家族分成8个亚族,其中ABCB转运蛋白为第二大亚族。ABCB 转运蛋白具保守的NBDs结构域,由6个跨膜α-螺旋的疏水跨膜结构域组成了TMDs结构域,形成溶质跨膜的通道,但是其结构、长度与序列则变化多样。按分子大小不同将植物ABCB转运蛋白分为全分子转运蛋白、半分子转运蛋白两类,通过测序发现在拟南芥、水稻和番茄等植物上均有一定比列的ABCB转运蛋白,且行使多种功能。有研究表明,ABCB转运蛋白基因介导镉、铅和铝等重金属离子的转运,提高植物重金属耐性;它直接参与植物体内生长素的运输,从而调控植物高度;它还可能将苹果酸从质体转运到保卫细胞中调节气孔的开合。近年来,越来越多的ABCB转运蛋白被鉴定,但是ABCB亚家族庞大,底物特异性强,转运机制复杂,多数转运蛋白的功能尚未确定。因此,了解ABCB转运蛋白在生命活动过程中的重要性,以及基因表达调控的机制,解析ABCB转运蛋白在响应逆境胁迫过程中的重要作用,以期为植物抗逆性育种提供思路。     

Na-K-Cl协同转运蛋白研究进展

Na-K-Cl协同转运蛋白是一类膜蛋白,负责转运Na、K、Cl离子进出上皮细胞与非上皮细胞。Na-K-Cl介导的转运过程是电中性的,多数情况下是1Na：1K：2C1（乌贼轴突中是2Na：1K：3C1）,其活性被布美他尼（bumetanide）和呋塞米（furosemide）所抑制。迄今为止,Na-K-Cl协同转运蛋白被鉴定出来两个同源异构体：NKCCl和NKCC2。NKCCl存在于多个组织中,合有NKCCl的上皮大多数属于分泌上皮,而且会有Na-K-Cl协同转运蛋白位于基底膜外侧;NKCC2只存在于肾脏,位于上皮细胞致密斑的顶膜上。Na-K-Cl协同转运蛋白的调控在不同的细胞和组织中是不同的。Na-K-Cl协同转运蛋白的活性会受激素刺激和细胞体积变化的影响;有些组织中,这种调控作用（尤其是NKCCl亚基）是通过特定的激酶使该转运蛋白自身发生氧化／硝化、磷酸化／去磷酸化来实现的;蛋白过表达在Na-K-Cl协同转运蛋白的激活中也起重要作用。     

ABC转运蛋白结构与转运机制的研究进展

腺苷三磷酸结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC转运蛋白)是一类跨膜蛋白,其主要功能是利用ATP水解产生的能量将底物进行逆浓度梯度运输。这类跨膜转运蛋白具有保守的功能结构域和多样化的生物学功能,广泛分布于原核和真核生物中。近几年的研究结果表明,人类多种疾病,如免疫缺陷、癌症等,都与ABC转运蛋白病变相关,因此这类转运蛋白结构及转运机制的研究受到广泛关注。现对近几年ABC转运蛋白结构及其转运机制的研究进展进行讨论。     

植物脂质转运蛋白的研究进展

高等植物脂质转运蛋白(lipid-transfer proteins,LTP)是一类小分子(约9 ku)的碱性蛋白质,已从多种植物中纯化出了LTP,且编码LTP的cDNA及基因也从不同植物中克隆.LTP能够在生物膜之间转运磷脂,因而认为LTP参与了细胞内生物膜形成.而近期的研究又发现LTP具信号肽,可从细胞内分泌到细胞外,位于细胞壁上,因而又对其在细胞内的转运脂质能力产生疑问.而有证据表明LTP参与了角质与腊质的形成、植物的抗病反应和植物对环境变化（温度、盐、干旱协迫）的适应.     

细菌肽转运蛋白的研究进展

细菌的肽转运蛋白包括3种,寡肽转运蛋白(Oligopeptide permease,Opp)、二肽转运蛋白(Dipeptide permease,Dpp)和二/三肽转运蛋白(Di-and tripeptide permease,Dtp)。Opp和Dpp属于ABC型超家族(ATP-binding cassette superfamily)转运蛋白,利用ATP水解产生的能量实现底物转运。对Opp和Dpp研究最多的是胞外肽结合蛋白OppA和DppA,它们起着最初识别与结合底物的重要作用。Dtp属于主要协助转运蛋白超家族(Major facilitator superfamily,MFS),与质子进行底物共转运。细菌肽转运蛋白的晶体结构解析结合大量的生化数据分析,使得人们对其转运机制有了深入的了解。本文对这三种肽转运蛋白的研究进展分别进行综述。     

微生物有机酸转运蛋白的研究进展

转运蛋白是一类膜蛋白,可介导生物膜内外化学物质的跨膜转运及信号交换。有机酸转运蛋白在微生物有机酸代谢的跨膜转运过程中发挥重要作用,根据转运蛋白有机酸转运的方向不同可以分为摄取转运蛋白和外排转运蛋白。在微生物代谢中,有些有机酸可以作为能源直接参与体内代谢,有些是能量转换过程中的重要中间产物;摄取转运蛋白的过表达,可以促进微生物细胞获取能源物质,高效的生产目标产物;有机酸摄取转运蛋白敲除或外排转运蛋白表达,有利于底盘细胞外排更多目标产物,进而促进有机酸的生物合成。研究有机酸转运蛋白的结构和功能,有助于解析微生物细胞有机酸生物合成及利用的机制,对于提高工业微生物对有机酸的利用及生物合成具有重要作用。本文综述了微生物有机酸转运蛋白分类和结构、转运方式和转运功能等方面,重点综述了转运蛋白在有机酸生产中的应用,为工业微生物有机酸的高效生物合成及未来发展提供参考。     

拟南芥养分离子转运蛋白研究进展

养分离子的跨膜转运是细胞获取养分的重要环节,亦是植物在组织和器官水平上进行 养分吸收运移的基础。文中综述了拟南芥中养分离子转运蛋白在基因克隆、序列与结构分析、功能鉴定、表达与调控方面的研究进展,其中着重讨论了这些转运蛋白在氮、磷和钾等营养元素吸收、运输、分配中的作用。     

巨噬细胞胆固醇转运相关蛋白研究进展

动脉粥样斑块中泡沫细胞的形成与巨噬细胞胆固醇的转运密切相关,巨噬细胞胆固醇转运是胆固醇逆转运中的一个重要过程,它可清除外周组织过多的胆固醇,对维持细胞内胆固醇稳定、延缓动脉粥样硬化的发生发展有着重要意义.这个过程涉及到许多转运相关蛋白的作用,如三磷酸腺苷结合盒转运体A1/G1、载脂蛋白A-Ⅰ、胆固醇脂转运蛋白、卵磷脂胆固醇酰基转移酶等.本文就巨噬细胞胆固醇转运过程中相关蛋白的作用做一综述,以期为动脉粥样硬化相关疾病的防治研究提供新的思路.     

植物铜转运相关蛋白研究进展

环境中过量的铜会损害植物细胞的功能、降低酶的活性并且破坏蛋白质的结构。植物中有一个复杂的金属转运网络,对维持植物体内铜的动态平衡发挥着重要作用。综述了重金属铜对植物的毒害,详细介绍了铜转运相关蛋白及其对铜的转运和调控机制。     

液泡膜苹果酸转运蛋白研究进展

液泡是植物细胞贮藏苹果酸重要的细胞器.苹果酸是三羧酸酸循环和乙醛酸循环的中介,是维持细胞渗透压与电荷平衡的关键代谢物,还参与调节植物气孔大小,故苹果酸在植物的生命活动中起着重要作用.液泡膜苹果酸转运蛋白直接或间接控制苹果酸进出液泡,介导液泡与细胞质问苹果酸的运输.液泡膜苹果酸转运蛋白属于钠连接的羧酸盐载体家族,本文重点介绍植物液泡膜苹果酸转运蛋白的性质和功能及其与植物细胞pH值动态平衡之间关系的研究进展.