微管蛋白亚型及其功能

微管是真核细胞构成细胞骨架的主要成分,由α/β微管蛋白组装而成。微管在细胞多种活动中发挥着重要的作用,其功能主要受微管结合蛋白、微管蛋白的翻译后修饰以及微管蛋白亚型的调控。已有研究发现,α/β微管蛋白存在多种亚型,微管蛋白亚型在不同组织以及发育过程中的表达模式差异较大。多种微管蛋白亚型基因的突变可以引起神经系统疾病。该文综述了微管蛋白亚型的研究进展,尤其在微管功能调控、神经系统发育及其相关疾病中的作用。     

心肌细胞微管去酪氨酸化与人类心衰

正微管(microtubule)是真核生物细胞骨架重要成分,由亚单位α/β微管蛋白(α/β-tubulin)组成;微管呈网状或束状,参与维持细胞形态、细胞运动、细胞分裂、细胞分泌、及胞内运输等重要生物学过程。心肌细胞收缩,依赖于肌节(sarcomere)缩短和延展;近年研究发现,该过程受细胞内微管表达量及其转录后修饰(post-translational modification)调控。心衰过程中,收缩功能     

翻译后修饰及微管结合蛋白对微管动态结构与功能的调控

微管是处于高度动态变化中的细胞结构。微管的动态性对于微管在细胞内许多特定功能的发挥至关重要。细胞内存在许多微管结合蛋白,对于微管的动态性及微管相关的细胞活动起着重要的调节作用,而微管结合蛋白与微管的相互作用又受到微管蛋白的翻译后修饰的调控。该综述主要讨论微管蛋白的翻译后修饰和微管结合蛋白如何影响微管动态结构,进而调控以微管为基础的细胞活动。     

蛋白磷酸酶2A对微管的调控作用研究进展

微管是细胞骨架的主要成分之一,几乎存在于所有真核生物细胞之中,参与细胞众多生理功能。PP2A是真核生物体内存在最广泛的蛋白磷酸酶之一,可以调控大部分细胞生命活动,其中,包括微管所介导的许多生命活动。该文从以下方面介绍了PP2A在微管功能行使中的重要作用,包括PP2A参与微管蛋白翻译后修饰、调控分子马达和微管相关蛋白的活性、维持细胞周期中微管的动态平衡以及PP2A异常与微管类疾病的相关性。     

β-拘留蛋白2的活性调控机制

β-拘留蛋白2(β-arrestin2)是arrestins家族的一个成员,广泛表达于全身组织,其不仅可以调节大多数G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors,GPCRs)的脱敏、内化,还能调节多种非GPCRs的内化,或作为支架蛋白质参与MAPK、PI3K/AKT等信号通路。越来越多的研究发现,β-arrestin2在肿瘤、自身免疫性疾病、纤维化疾病、心血管疾病、代谢性疾病等多种疾病进展过程中表达异常,提示其可能在疾病的病理过程中发挥重要的调控作用。β-arrestin2功能的发挥不仅与其在细胞中的表达水平有关,更依赖于对其活性的调控。但对于β-arrestin2的活性如何被调控,以及其活性如何影响其生物学功能的关注较少。近年来,陆续有研究报道了β-arrestin2可发生磷酸化、泛素化、SUMO化、S-亚硝基化等翻译后修饰,探讨了其翻译后修饰的可能位点,并发现翻译后修饰可影响β-arrestin2的细胞定位、调节受体内吞的作用、β-arrestin2与信号分子的相互作用及下游信号通路,对了解β-arrestin2活性调控在细胞中的作用具有重要意义。本文在介绍β-arrestin2的结构特征及其参与的信号转导通路的基础上,对近年来β-arrestin2的翻译后修饰等活性调节机制的研究进展进行综述,以期为以β-arrestin2为可能靶点的药物开发提供参考。     

泛素载体蛋白Rad6在基因表达调控及DNA损伤修复中的作用

泛素化修饰是蛋白质的一种重要的翻译后水平修饰,而且有着多种不同的生物学功能,对蛋白质的结构与功能、基因表达调控以及蛋白质-蛋白质/其它分子相互作用等多个方面有着重要的调控作用。Rad6即是酵母中的一种重要的泛素载体蛋白。Rad6通过泛素化修饰多种靶蛋白在DNA的损伤修复中发挥着重要作用。文章重点讨论了Rad6在DNA损伤修复方面的功能以及在正常情况下对染色质结构和基因表达调控的影响。     

转录因子C/EBPβ的翻译后修饰

CCAAT增强子结合蛋白β(CCAAT enhancer-binding proteinβ,C/EBPβ)是转录因子C/EBP家族的重要成员。它通过对靶基因转录的调节,参与细胞增殖与分化、肿瘤发生与凋亡、细胞周期调控等重要生命活动,同时这些功能受到磷酸化、乙酰化、泛素化等多种翻译后修饰的调控。本文综述近年来有关C/EBPβ的翻译后修饰的研究进展。这些研究不仅为人们认识C/EBPβ的调控机制提供了一个新的角度,同时也可能为肥胖及相关代谢疾病的发生和治疗提供新的理解。     

纺锤体可塑性与动力学调控

细胞精确的自我复制依赖纺锤体的可塑性和精准调控。功能纺锤体的形成取决于着丝粒动力学、纺锤体微管和星状微管可塑性的时空动态调控。纺锤体的可塑性研究在过去的三十年间取得了迅猛的发展,生物化学研究发现并鉴定了大量的纺锤体蛋白与翻译后修饰,结构生物学研究解析和阐明了部分关键蛋白的结构和作用机制。如何解析纺锤体高级结构的变化与其对应的生物学意义,并把纺锤体的动态表观标示转化为三维类器官干细胞增殖的质量控制标准将是下一阶段纺锤体可塑性与调控研究的重要科学问题。该文将简介纺锤体可塑性与动力学研究进展及研究前景。     

精子发生过程中翻译后修饰的蛋白质组学研究进展

精子发生由一系列多阶段、复杂的生物学事件所组成,受到多因素的调控。精子发生过程存在翻译延迟的现象,因此转录和蛋白表达水平变化不完全一致。蛋白质的翻译后修饰作为蛋白质功能的重要调控方式,在精子发生过程中起着重要调控作用。近年来,蛋白质组学(proteomics)的发展促进了蛋白质翻译后修饰的解析和功能研究。本文综述了精子发生过程中多种翻译后修饰的蛋白质组学研究进展,并讨论了它们在精子发生、精子功能和男性生育能力中的作用以及它们在未来临床诊疗中的价值。     

组蛋白赖氨酸修饰相关蛋白的鉴定研究

组蛋白翻译后修饰(Histone post-translational modifications,HPTMs)是表观遗传学研究的重要内容之一,其中组蛋白赖氨酸修饰在调控酶的作用下动态变化,一方面改变了组蛋白与DNA的作用关系,一方面招募结合蛋白(readers),进而调控基因转录。这些组蛋白赖氨酸修饰相关蛋白蕴含着重要的生物学信息,它们的鉴定是理解其功能,解析表观遗传机制的关键。本文就基于质谱的蛋白质组学技术,评述了组蛋白赖氨酸修饰相关蛋白的分析方法和应用研究。     

八肋游仆虫微管蛋白基因家族的鉴定及进化分析

为了系统分析八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus)微管蛋白基因家族, 从八肋游仆虫大核基因组中共鉴定得到20个微管蛋白基因, 基于同源比对及系统进化分析, 将其归入α、β、γ、δ、ε及η六个微管蛋白亚家族; 多序列比对及Western blot结果显示八肋游仆虫η微管蛋白基因在翻译过程中需发生一次+1位编程性核糖体移码, 其移码位点为AAA-TAA; 所有自由生纤毛虫都含有多个α和β微管蛋白基因亚型, 可能用于组成不同的微管结构。研究为后续深入探讨八肋游仆虫微管蛋白的生物学功能及微管多样性奠定了基础。     

TB4的翻译后修饰及其功能调控

肌动蛋白单体隔离肽胸腺素β4(thymosin beta 4, TB4)是一种十分重要的胸腺素β类小分子多肽,广泛分布于机体的组织细胞中。自发现TB4以来,人们对它的研究就不曾间断,发现其拥有多种生物学功能,如结合肌动蛋白单体、抑制微丝的形成、抑制炎症和调节血管再生等。成熟的TB4仅由43个氨基酸残基组成,却拥有如此多样的生物学功能,其翻译后修饰从中发挥了很大的作用。已知在TB4的肽链中,有至少17个氨基酸残基可以被翻译后修饰,主要包括磷酸化和乙酰化等。这些翻译后修饰可以显著改变TB4的结构与性质,参与其功能调控。本文综述了TB4的5种翻译后修饰及其功能调控的研究进展。     

蓝藻的蛋白质翻译后修饰研究进展

蛋白质翻译后修饰系统几乎参与了细胞所有的正常生命活动过程,并发挥着重要的调控作用。目前,基于生物质谱技术进行蛋白质翻译后修饰的规模化分析鉴定,已经成为蛋白质组学研究的核心内容之一。近年来的研究表明,蓝藻细胞中存在着复杂的蛋白质翻译后修饰系统,如磷酸化,乙酰化,甲基化,糖基化,氧化等,这些翻译后修饰在蓝藻细胞的代谢过程中可能发挥着重要的调控作用。本文主要针对蓝藻细胞中蛋白质翻译后修饰的发现与鉴定,以及翻译后修饰潜在的生物学功能展开简要综述。     

SUMO化修饰与膜蛋白功能的调控

SUMO化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,其为人们熟知的功能是调控转录蛋白的细胞核内外定位与基因转录调节活性。近年来,研究发现SUMO/去SUMO化修饰的底物不仅限于核内与核周蛋白,一些膜蛋白,如钾离子通道、谷氨酸盐和红藻氨酸盐受体亚基、TGF-β受体等,均可作为SUMO/去SUMO化修饰的底物。本文就SUMO/去SUMO化修饰在膜蛋白功能调控这一新兴领域的最新进展作一介绍。     

磷酸化病毒蛋白的生物学功能及形成机制

磷酸化是病毒蛋白常见的一种翻译后修饰,在调控病毒与宿主的代谢中起重要作用。生物体内的代谢活动与细胞内的信号转导密切相关,通过磷酸化和去磷酸化修饰可改变蛋白生物活性,从而调控胞内生物信号的传递。磷酸化修饰的病毒蛋白参与调控病毒复制、病毒增殖和病毒粒子装配等一系列病毒的代谢活动,同时也影响宿主细胞内的信号转导,抑制宿主基因组复制和表达。本文就病毒蛋白的磷酸化修饰位点、其生物学功能及磷酸化修饰的分子机制进行综述,为病毒感染性疾病的防控治疗及药物开发提供参考。     

eIF2α激酶和eIF2α磷酸化对特异的蛋白质合成的激活作用研究进展

eIF2是一种通用的真核翻译因子,它的α亚基在eIF2激酶作用下发生磷酸化修饰后,会引起翻译受阻,从而抑制蛋白质生物合成,近年来,在酵母和哺乳动物中观察到eIF2α磷酸化后,还能特异性激活某种蛋白质的合成,如酵母的GCN4蛋白,哺乳动物的ATF4蛋白。eIF2α磷酸化修饰后具备的特异性蛋白质合成激活作用的机制及其生物学意义,备受人们关注。     

PPARγ的翻译后修饰

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma,PPARγ)是一种配体依赖性核转录因子,它具有调控细胞分化、脂肪代谢、糖代谢及炎症等多种生物学功能.机体对PPARγ转录活性的调控方式是多种多样的,包括蛋白表达水平、配体以及转录辅助因子等不同层次上的调控.近年来众多证据揭示,蛋白翻译后修饰(posttranslational modifications,PTMs)是机体调节PPARγ转录活性的另一重要方式.目前,已报道的PPARγ翻译后修饰包括磷酸化、泛素化、SUMO化和亚硝基化等,它们能够改变蛋白构象、调控蛋白相互作用、改变受体与配体间的亲和力,从而调控PPARγ下游基因的转录.重要的是,PPARγ的翻译后修饰与一些疾病如糖尿病、动脉粥样硬化、肿瘤等密切相关.本文将主要围绕PPARγ的各种翻译后修饰及其在疾病的发生、发展和治疗中的意义作一综述.     

植物SUMO化修饰研究进展

SUMO化修饰是一种高度保守的蛋白质翻译后修饰。在SUMO化酶系统的协同作用下,成熟的SUMO分子以异肽键的方式结合到靶蛋白上,调控靶蛋白稳定性、活性、定位等。同时,发生SUMO化修饰的蛋白在SUMO特异蛋白酶的作用下发生去SUMO化反应,使SUMO重新进入循环过程。已知SUMO化修饰参与了植物胁迫响应、生长发育、开花等重要生理过程的调控。本文主要介绍了植物SUMO化修饰途径及其调控的生物学过程,并讨论蛋白组学方法在SUMO化修饰底物鉴定的进展及问题。     

蛋白酶体相关翻译后修饰的研究进展

蛋白酶体是具有多种蛋白水解酶活性的蛋白质降解系统,由于细胞内许多关键信号调控分子都是蛋白酶体的降解底物,因此蛋白酶体在细胞周期调控、基因表达、炎症反应等各种关键的生物学活动中都发挥着极其重要的调节作用。蛋白酶体的降解活性也同时受多种机制的调控,其中的翻译后修饰是蛋白酶体降解途径中一个不可忽视的方面。着重阐述蛋白酶体自身及其底物的几种重要的翻译后修饰,探讨最新的进展及其生物学意义。     

HIF-1α的可逆性SUMO化修饰

低氧诱导因子1(hypoxia inducible factor-1, HIF-1)是参与调节机体氧平衡的重要转录因子,在细胞低氧应答反应中起核心作用,能调节100多种涉及低氧应激下细胞适应和存活的靶基因．HIF-1由氧敏感的α亚基和在细胞内稳定表达的β亚基组成．其中α亚基可受到多种翻译后化学修饰作用,如在常氧下,HIF-1α通过泛素化蛋白酶修饰并导致其快速降解．最近几年发现的泛素样蛋白家族成员小泛素蛋白样修饰蛋白（SUMO）也能与HIF-1α共价结合．SUMO是一种分子量约为12 kD的小蛋白,从拟南芥到人类普遍存在．SUMO可共价结合许多靶底物蛋白,并对其进行翻译后修饰,该过程称为SUMO化．与泛素化蛋白酶体途径不同的是,SUMO化修饰能在常氧和相对低氧的条件下调节HIF-1α蛋白的稳定性,从而改变其转录活性．SUMO化是一个可逆的动态过程,可被特异性蛋白酶ULP/SENP将其从底物上去除．本文主要就HIF-1α的可逆性SUMO化修饰作一综述．