前体蛋白转化酶家族的重要成员之一：弗林蛋白酶

弗林蛋白酶(Furin)是前体蛋白转化酶家族的重要成员之一,广泛存在于各种组织和细胞系中。Furin经过两次自剪切去掉前肽后具有生理活性,能够识别特定的氨基酸序列并在TGN中对多种前体蛋白进行加工。Furin的作用底物不仅包括神经肽和肽类激素,还包括许多生长因子、受体、血浆蛋白酶、基质金属蛋白酶及细菌外毒素等,具有重要的生物学功能。     

弗林蛋白酶——一种重要的前体蛋白内切蛋白酶

在真核生物细胞中,许多具有生物活性的多肽和蛋白是在其分泌过程中由前体蛋白经内切蛋白酶切割后激活形成的。弗林蛋白酶（Furin)就是这个内切蛋白酶家族重要成员之一,它可以识别剪切多种蛋白质,如生长因子、血清蛋白、基因金属蛋白酶、受体、病毒囊膜蛋白和细菌外毒 素等。近年来Furin得到了迅速而广泛的研究,本简介了它的表达与加工运输、生物学功能、与病毒侵染的关系,以及它的抑制剂。     

Furin的生物学功能

弗林蛋白酶(Furin)是一种高度特异性的丝氨酸内切蛋白酶,属于前蛋白转化酶(proprotein convertases,PC)家族。Furin的前体蛋白依次在内质网和高尔基体中经过两次自剪切后而活化,其能识别特定的氨基酸序列并通过蛋白水解切割修饰而激活分泌途径中许多重要的多肽和蛋白的前体。Furin底物众多,涉及许多疾病,包括癌症、动脉粥样硬化和由细菌或病毒引起的感染等,因此具有重要的生物学功能,探究其与相关疾病的关系从而为预防和治疗找到新的靶标。     

Furin与其底物Notch-1相互作用与胰腺癌的发生

细胞内多种蛋白质前体比如细胞基质金属蛋白酶、生长因子、激素、受体等在成熟之前,必须经过Furin等蛋白转化酶对其进行剪切,才能发挥生物学功能.这些蛋白质中部分成员与肿瘤的发生、发展密切相关,因此Furin等蛋白转换酶活性及其对底物剪切的调控已成为肿瘤防治领域的研究靶点.研究表明Notch-1信号在胰腺癌细胞中处于高活化状态,与胰腺癌的发生及进展息息相关,阻断Notch-1激活可抑制胰腺癌细胞的生长.虽然,Furin对Notch-1的剪切是Notch-1活化的关键步骤,有关这一生物过程的调节,目前不甚清楚.几乎所有的实体瘤均存在非受体酪氨酸激酶c-Src的过度激活,它主要通过磷酸化修饰作用调节下游信号进而影响肿瘤细胞的生物学行为.猜测c-Src可能对Notch-1活化有重要的影响作用.从Notch-1信号通路、c-Src、高尔基体内Furin与Notch-1的相互作用等方面来阐述它们之间的关系.     

登革病毒NS3蛋白酶研究进展

登革病毒的非结构蛋白NS3是一个三功能蛋白,其N端1／3具有丝氨酸样蛋白酶活性。该蛋白酶对聚蛋白前体的切割于关重要,故该蛋白已成为研制登革类疾病治疗试剂的重要靶标。本文对NS3蛋白酶的结构,功能,辅助因子和蛋白酶抑制剂等进行了综述。     

凝胶电泳分析蛋白酶活性的技术改进

蛋白酶在植物生长代谢过程中具有重要的生理作用。本文探讨了利用“凝胶电泳技术”分析蛋白酶活性的改进方法 ,通过改变电泳分离胶中底物蛋白浓度估算了“目标蛋白酶”分子量 ;通过改变电泳前的样品处理条件了解蛋白酶的部分特性 ;采用分离胶切割法了解“目标蛋白酶”的最适反应温度范围、最适反应pH范围及蛋白酶的类型等。并对影响凝胶电泳蛋白酶活性检测结果的各种因素作了分析     

凝胶电泳分析蛋白酶活性的技术改进

蛋白酶在植物生长代谢过程中具有重要的生理作用。本文探讨了利用“凝胶电泳技术”分析蛋白酶活性的改进方法,通过改变电泳分离胶中底物蛋白浓度估算了“目标蛋白酶”分子量;通过改变电泳前的样品处理条件了解蛋白酶的部分特性;采用分离胶切割法了解“目标蛋白酶”的最适反应温度范围、最适反应pH范围及蛋白酶的类型等。并对影响凝胶电泳蛋白酶活性检测结果的各种因素作了分析。     

yapsin蛋白酶家族研究进展

yapsin蛋白酶是一类糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定的天冬氨酸蛋白酶,能特异性地切割底物中的单或双碱性氨基酸残基位点,起着加工前肽的作用。近年来研究发现,工程菌表达某些外源蛋白时发生的降解现象与yapsin蛋白酶有紧密的关系。概述了yapsin蛋白酶家族的命名、结构、定位、酶原激活、基因表达及底物特异性和功能。     

HCV丝氨酸蛋白酶小分子底物构建及GST融合表达

丝氨酸蛋白酶是丙型肝炎病毒重要的功能蛋白和药物作用靶点,其通过分子内（cis）和分子间（trans）方式催化水解前体蛋白,释放病毒功能蛋白。目的：为深入研究病毒蛋白酶活性和抑制剂鉴定需要,实验研究参照丙型肝炎病毒1a亚型菌株蛋白酶天然底物的氨基酸序列特点,设计了一段包含两个天然底物酶切位点的小分子多肽2S,并进行了原核表达。方法：利用PCR方法,合成2S小分子多肽基因,目的基因两端引入BamH I和EcoR I两个限制性酶切位点,双酶切后将基因与表达载体pGEX-4T-2重组,转化大肠杆菌DH5α,经化学诱导进行GST融合蛋白表达,通过亲和层析柱纯化目的蛋白。纯化的GST 2S融合蛋白在体外反应系统进行酶切鉴定,SDS-PAGE和ELISA鉴定酶切结果。结果：PCR合成的小分子底物多肽2S基因,经与表达载体重组后测序,证实基因序列正确。采用0.5mmol/L浓度的IPTG诱导工程菌过夜,获得表达的目的蛋白,经分离纯化得到融合蛋白GST-2S。GST-2S在体外磷酸盐缓冲系统中与丝氨酸蛋白酶反应,15%SDS-PAGE鉴定酶切产物,证实融合蛋白底物条带明显消失,ELISA结果同样说明融合蛋白的底物活性。结论：含有两个天然底物酶切位点的小分子多肽可以替代病毒天然底物,实验结果为丙型肝炎病毒丝氨酸蛋白酶活性研究和酶抑制剂研究奠定了方法学基础。     

钙离子激活的中性蛋白酶

钙离子激活的中性蛋白酶由80kD的催化亚基和30kD的调节亚基组成。二者都以无活性的前体存在。受外源刺激信号及升高的钙离子作用,自身首先活化,然后激活蛋白激酶C,二者都能水解各种蛋白底物,调节细胞的形态和功能,自身并受内源性抑制因子的调节。     

丙型肝炎病毒丝氨酸蛋白酶的研究进展

丙型肝炎病毒（ＨＣＶ）非结构３区（ＮＳ３）编码的丝氨酸蛋白酶是ＨＣＶ复制过程中的重要蛋白酶,负责对ＮＳ３、ＮＳ４及ＮＳ５进行加工。ＮＳ４ａ是ＨＣＶ丝氨酸蛋白酶作用的辅因子,并具有多种活性。ＨＣＶ丝氨酸蛋白酶有相对特异的底物,其活性不能被一般的丝氨酸蛋白抑制剂所抑制。丝氨酸蛋白酶是ＨＣＶ药物设计的靶目标之一。对其结构与功能的研究有着重要意义。     

Deneddylation修饰酶NEDP1的作用机制及研究进展

神经前体表达发育下调蛋白8(neural precursor cell-expressed developmentally downregulated 8,Nedd8)是一种类泛素蛋白,其参与蛋白质修饰的作用机制与泛素高度相似,即通过与底物的赖氨酸残基共价结合,从而对底物进行Neddylation修饰。Neddylation修饰可调控多种重要的生命活动,如细胞周期和免疫应答等。Nedd8蛋白酶1(Nedd8 protease 1, NEDP1)是隶属于小类泛素修饰物特异性蛋白酶家族(small ubiquitin-like modifier specific protease family, Ulp/Senp family)家族的半胱氨酸蛋白酶,可以特异性去除底物与Nedd8的共价结合,例如,NEDP1能够去除p53、鼠双微体蛋白(murine double min-utes 2 protein, Mdm2)、smad泛素化调节因子1(smad ubiquitylation regulatory factor 1, Smurf1)等多个蛋白质的Neddylation修饰,进而调节Neddylation修饰蛋白的生物学功能。临床研究表明,NEDP1与肿瘤的发生发展密切相关,包括肺癌、结肠癌、胶质母细胞瘤等,另外,NEDP1还参与成骨发育异常、神经退行性疾病、血管炎症等病变过程。本文对NEDP1蛋白的结构,调控Neddylation通路的作用模式和NEDP1作用底物的进展进行总结,以期为肿瘤等相关疾病的诊断和治疗提供参考。     

ATP依赖的人Lon蛋白酶的表达、纯化及其活性鉴定

ATP依赖的人Lon蛋白酶是一种同质寡聚、环状的蛋白酶,主要位于细胞线粒体基质中。许多研究表明,Lon蛋白酶对于维护细胞的内环境稳定起着重要作用,并参与线粒体蛋白质量控制和代谢调控。将pPROEX1 His6-Lon重组质粒在Escherichia coli Rosetta 2菌株中诱导表达用Ni2＋柱亲和层析法纯化,获得纯度较高的目的蛋白。经纯化后,Lon蛋白酶的比酶活达到0.17 U/mg。通过多肽底物Rhodamine 110、bis-（CBZ-L-alanyl-L-alanine amide）[（Z-AA）2 Rh110]的降解检测显示,Lon蛋白酶具有肽酶活性,并被ATP所刺激。Casein和线粒体转录因子A降解实验表明,纯化的Lon蛋白酶具有蛋白水解活性,而且蛋白水解活性依赖于ATP。     

粉纹夜蛾颗粒体病毒增强蛋白锌离子结合域定点突变

粉纹夜蛾颗粒体病毒（Trichoplusia ni granulovirus, TnGV）增强蛋白（enhancin）具有增强病毒感染力的作用。该蛋白包含一个多种杆状病毒增强蛋白都具有的保守结构域HELGH,是典型的金属蛋白酶锌离子结合域,但该结构域对增强蛋白生物活性的重要性尚未得到研究。本研究通过定点突变构建了该结构域的5个氨基酸分别突变为2种不同氨基酸的共10种增强蛋白突变体基因,并用杆状病毒载体进行了重组表达。活性测定发现,10种突变型增强蛋白大部分都丧失了野生型增强蛋白所具有的降解粉纹夜蛾幼虫围食膜粘蛋白的生物学功能,只有1种（第4位G突变为A）保留该生物学活性。这一结果表明锌离子结合域对增强蛋白生物活性具有重要作用,也提示增强蛋白确是一种金属蛋白酶。     

RNA结合蛋白QKI的中枢调控功能研究进展

QKI蛋白(Quaking QKI)属STAR蛋白家族,兼具信号转导特性与RNA激活功能。QKI蛋白是RNA代谢过程中的重要功能分子,在mRNA前体剪接、mRNA稳定性与定位及mRNA翻译等过程中发挥着重要的作用。大量研究发现,QKI蛋白在多种肿瘤、心血管系统发生发展过程中发挥重要的调控功能。在中枢神经系统,QKI蛋白与多发性硬化症、精神分裂症、抑郁症等多种神经精神疾病的发生发展过程也存在关联,但其中枢调控功能与具体机制尚未系统阐明。本文就QKI蛋白在中枢神经系统调控功能,尤其是与神经精神疾病发生发展相关的功能研究及可能机制作一综述。     

小RNA病毒3C蛋白酶及其裂解底物

小RNA病毒科是一类大的动物病毒科,小RNA病毒蛋白的合成需要自身蛋白酶裂解形成多个结构蛋白和功能蛋白,3C蛋白酶是一些小RNA病毒的自身蛋白水解酶之一,3C蛋白酶还可以裂解一些宿主的蛋白,利于病毒的复制。3C蛋白酶结构特点、活性中心、酶切位点如何,裂解的底物功能怎样,是进一步了解3C蛋白酶作用机制的关键。就这些问题进行综述。     

蛇毒中的金属蛋白水解酶

从很早以前 ,人们就进行了探索蛇毒的奥秘。由于近代生物化学和分子生物学的快速进步 ,这为揭示蛇毒的本质及其作用机制 ,提供了有力条件。迄今为止 ,蛇毒被誉为自然界最集中的酶原之一 ,其中有功能独特的酶、毒性蛋白质和活性短肽等 ,目前已经在蛇毒中分离出至少 1 50种蛋白水解酶 ,这些蛋白酶可分为丝氨酸蛋白酶和金属蛋白酶 ,这里我们只讨论后者。蛇毒金属蛋白酶具有使纤维蛋白溶解的作用 ,其中有的酶具有底物专一性 ,只作用于凝血因子 X、血小板膜受体或 von Willebrand因子。很多蛇毒金属蛋白酶由多个结构域组成 ,如蛋白水解酶活性结…     

细菌ClpX蛋白酶的结构和功能

ClpX是热休克蛋白Hsp100蛋白家族的成员之一,在生物体中非常保守。Hsp100/Clp分子伴侣家族功能主要涉及到细胞对环境的压力耐受、胞内蛋白质的周转、DNA复制和基因表达等。结核分枝杆菌所导致的结核病仍然是全球人类健康的主要威胁。致病菌中的ClpX蛋白酶在基因的表达调控、致病性以及宿主免疫压力耐受中都具有非常重要的功能。本文总结了ClpX蛋白酶的结构、底物以及所调控的基因;分析了结核分枝杆菌ClpX蛋白酶的进化特征,并探讨了结核分枝杆菌ClpX蛋白酶可能的生理功能和在致病性中的重要作用。     

生长因子Progranulin的结合受体和生物学功能

生长因子颗粒素蛋白前体（progranulin, PGRN）广泛存在于动物和植物组织中.研究证明,哺乳动物的PGRN是一个多功能分子,在组织/器官发育、细胞分化、肿瘤发生发展、炎症应答以及神经退行性疾病中均具有重要的作用.PGRN发挥生物学功能需要和多种结合蛋白相互结合,例如sortilin、Toll样受体9（TLR9）、肿瘤坏死因子受体（TNFR）及分泌性淋巴细胞蛋白酶抑制因子（SLPI）等. 本文将对PGRN的结合受体和生物学功能进行综述.     

集胞藻PCC6803中S2P同源蛋白Slr0643及Sll0862 金属蛋白酶活性的体外鉴定

【目的】金属蛋白酶S2P在细菌中通过在膜切割转录调控因子、释放δ因子参与胁迫响应是跨膜信号转导的保守机制,但蓝细菌中S2P的功能还未被鉴定,故我们考察集胞藻PCC6803中的S2P同源蛋白Slr0643及Sll0862的金属蛋白酶活性。【方法】以pET-30b(+)为载体,分别构建重组质粒pF0643和pF0862,在大肠杆菌BL21(CE3)中诱导表达并纯化Slr0643及Sll0862蛋白,以β-酪蛋白为底物检测重组蛋白的酶活性。【结果】体外酶活实验显示重组表达的Slr0643及Sll0862蛋白有内切蛋白酶活性,且其活性受金属螯合剂o-phenanthroline的抑制。体外酶活的鉴定结果为进一步研究Slr0643和Sll0862的体内酶活和生物学功能奠定了基础。【结论】集胞藻PCC6803中的S2P同源蛋白Slr0643及Sll0862具有金属蛋白酶活性。