植物细胞质介导GFP-NLS蛋白入核转运的HeLa细胞系统的建立北大核心CSCD

细胞核作为细胞中重要的遗传物质存储、复制和转录的结构,涉及大量信息和物质的传输活动,尤其是蛋白质的入核转运一直以来都是研究的热点问题之一。本研究证明,植物细胞质可以有效应用于动物细胞体系研究蛋白质入核转运。本文利用病毒SV40抗原蛋白中的核定位信号(nuclear localization signal,NLS)标记绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP),通过拟南芥细胞质的介导,利用He La细胞核建立研究蛋白质入核转运的半细胞体系。结果显示,植物细胞质结合NLS片段能改变GFP在He La细胞核内外的分布,实现对目标蛋白入核过程的介导,使GFP-NLS最后定位于细胞核内。这也意味着通过He La细胞建立起的半细胞体系能为蛋白质入核转运研究提供一个有效的研究体系。     

植物细胞质介导GFP-NLS蛋白入核转运的HeLa细胞系统的建立

细胞核作为细胞中重要的遗传物质存储、复制和转录的结构,牵涉着大量信息和物质的传输活动,尤其是蛋白质的入核转运一直以来都是研究的热点问题之一。本文利用病毒SV40抗原蛋白中的核定位信号（nuclear localization signal,NLS）标记GFP蛋白,通过拟南芥细胞质的介导,利用HeLa细胞核建立起了研究蛋白质入核转运的半细胞体系。结果显示,植物细胞质结合NLS片段能改变GFP在HeLa细胞核内外的分布,实现对目标蛋白入核过程的介导,使GFP-NLS最后定位于细胞核内。这也意味着通过HeLa细胞建立起的半细胞体系能为蛋白入核转运研究提供一个有效的研究体系。     

核定位信号及其在病毒感染机制中的研究进展

核定位信号介导的蛋白入核是细胞内信号传递网络中核内外物质信息交流的重要一环,绝大多数病毒蛋白进入细胞核均需要核质转运受体识别和结合入核蛋白携带的核定位信号序列。病毒蛋白的入核转运机制在病毒感染过程中起着至关重要的作用,对于病毒的复制、毒力具有重要意义,针对该机制的研究有利于新的抗病毒靶点的发现。本文对核定位信号的分类信息进行了总结,并对不同的核质转运受体及其介导的入核机制进行了比较分析,概述了病毒入核蛋白及其核定位信号在病毒感染机制中的研究发现。     

原型泡沫病毒Bel1蛋白核定位信号精细定位及相互作用核输入蛋白初探

Bel1是原型泡沫病毒(Prototype foamy virus,PFV)的反式激活因子,在病毒的复制周期中发挥关键作用。研究表明,Bel1含有核定位信号(Nuclear localization signal,NLS),但其精确氨基酸组成尚不明确,介导其入核的核输入蛋白亦未见报道。本研究利用插入Bel1截短片段的EGFP-GST融合表达体系,通过绿色荧光观察其亚细胞定位,首次精确确定Bel1NLS序列为215PRQKRPR221;定点突变明确了K218、R219和R221为Bel1核定位的必需残基,证明Bel1NLS属单分型核定位信号;GST-Pulldown实验显示这段序列可与α核输入蛋白(Importinα/Karyopherin alpha,official symbol:KPNA)KPNA1、KPNA6和KPNA7相互作用,即Bel1可能藉此转运入核。     

Importin β1介导的病毒蛋白入核转运在病毒复制中作用的研究进展

核转运受体蛋白importinβ1是输入蛋白importinβ家族重要成员之一,它是一种相对保守的、广泛分布于真核生物细胞内的核转运受体蛋白。许多研究表明,importinβ1能直接识别和结合含有不同类型核定位信号的病毒蛋白并转运其入核,此过程对病毒的整个复制和致病进程起着十分重要的作用。该文主要从importinβ1的结构特征、介导的病毒蛋白入核转运机制以及在病毒复制中的作用、药物阻断importinβ1参与的病毒复制等研究方面进行综述,以期为后续研究病毒蛋白细胞核定位的分子机制和功能以及抗病毒治疗提供参考。     

细胞核质转运受体——α输入蛋白与核质转运

核转运受体——α输入蛋白(importin α)是输入蛋白家族中重要的成员之一,能帮助具有核定位信号的蛋白质入核,在蛋白质的入核过程中充当着十分重要的角色。α输入蛋白通过对底物核质转运的精确调控影响细胞的基因转录,周期运转和增殖分化等生命活动。本文着重就核转运受体——α输入蛋白入核转运的机制及近年来取得的相关研究进展进行综述。     

植物核孔蛋白研究进展

核孔复合物(nuclear pore complex,NPC)位于核膜,是控制细胞核与细胞质之间进行蛋白质和mRNA等大分子物质转运的唯一通道。模式植物拟南芥的核孔复合物由30多种多拷贝的核孔蛋白(nucleoporins,NUPs)构成,根据它们参与形成的亚基可分为外环、内环、连接、跨膜、中心FG(phenylalanine-glycine)和核篮核孔蛋白。核孔蛋白不仅介导核质转运,而且在植物多个生命进程中发挥重要作用。该文综述了植物核孔蛋白参与核质转运、激素信号响应、生长发育、环境胁迫应答、免疫防御等的研究进展,为植物核孔蛋白生物学功能的系统认知及深入探索提供参考。     

核定位信号及其分析策略

真核细胞核膜上的核孔复合体 (nuclear pore complex, NPC) 是细胞核内外进行物质交换的主要通道, 分子量较小的化合物可自由通过NPC或采取被动扩散的方式进入细胞核, 而分子量为50 kD以上的蛋白质则只能通过主动转运进入细胞核. 以这种方式进入细胞核的 蛋白质必须在其氨基酸序列上拥有特殊的核定位信号(nuclear localization signal, NLS)以被相应的核转运蛋白(karyopherins) 识别. 核定位信号具有多样性, 包括经典核定位信号(classical NLS,cNLS), 内输蛋白β2识别的核定位信号（又称PY模体-NLS）和其它类型的NLS. 每一类NLS具有相似的特征, 但并不具有完全保守的氨基酸组成. 不同的NLS, 往往对应着各不相同的核输入机制. 而对同一蛋白质来说, 也可能同时拥有几个功能性的NLS. 研究核定位信号一方面可以帮助揭示新的大分子物质核转运机制, 另一方面也有助于发现一些蛋白质的新功能. 本文对常见NLS的分类进行了总结, 并介绍了两种常用的NLS预测软件及鉴定NLS的一般策略.     

通过核质转运调节细胞凋亡的蛋白质

凋亡,也称Ⅰ型程序性细胞死亡,是细胞在面临严重威胁时发起的保护性主动死亡机制. 凋亡对于个体的生长发育及各种生理功能具有不可或缺的作用. 作为涉及整个细胞的复杂过程,凋亡的顺利进行有赖于众多凋亡相关因子的协调合作与精确调控. 细胞受到凋亡刺激后,核内的某些蛋白质转运出核,将凋亡信号传递到核外,胞质内的多种蛋白质则转运入核,在细胞核这一信息整合的大本营直接发挥作用. 这种双向交流机制在胞核与胞质间建立起密切的联系,同时使得相关蛋白质在特定场所发挥促进或抑制凋亡的作用,确保凋亡信号及时、通畅、有序地传递. 因此,蛋白质的核质转运作为介导胞核与胞质物质交换、信号交流的关键机制,在凋亡过程中就显得尤为重要. 本文主要就核质转运的机制、通过核质转运调节凋亡的蛋白质及其作用机理作一综述.     

人乳头瘤病毒次要衣壳蛋白L2核定位

在人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)次要衣壳蛋白L2的N端和C端,有大量带正电荷的氨基酸残基组成核定位信号(nuclear localization signal,NLS)。细胞的核结构域10(nuclear domain 10,ND10)是细胞周期和病毒生活周期的重要调节者。L2定位到ND10的过程不仅会受到早幼粒细胞白血病蛋白(promyleocytic leukaemia protein,PML)、死亡结构域相关蛋白(deathdomain-associated protein,Daxx)、Sp100核抗原(Sp100 nuclear antigen)等细胞蛋白的影响,也会与L1在ND10发生相互作用。在HPV感染和组装过程中,L2的核定位信号有着重要作用。     

植物核质运输与其先天免疫研究进展

植物为了抵御病原菌的侵染而进化出一套独特的先天免疫系统,它主要通过定位在细胞膜或细胞质上的受体介导并激活下游抗病基因表达而实现,但在这些信号传递过程中,细胞质的信号向核传递需要核质运输相关元件的参与。虽然目前只有个别核质运输的信号元件被证实参与了植物的先天免疫信号传递过程,但越来越多的研究表明核质运输是连接抗病基因表达和信号识别受体的一个主要方式。研究发现,病原菌的效应因子也可以利用植物核质运输机制侵入到宿主细胞核内,调控敏感基因的表达,干扰植物的免疫反应。该文对近年来国内外有关植物的核质运输机制、各层次免疫反应需要核质运输作用、核质运输相关蛋白在免疫反应中的作用等方面对核质运输参与植物先天免疫反应研究的研究进展进行综述,并指出该领域未来研究的主要内容和方向。     

昆虫中的核输出现象

核质转运是真核细胞生命活动重要的组成部分,细胞核内蛋白的平衡及转录出的RNA出核成熟过程都依赖于核输出,核输出与真核生物的生命活动密切相关;病原物在侵染昆虫时也会利用宿主的核输出机制干扰宿主的免疫反应或劫持宿主的核输出蛋白以利于病毒的组装及复制.本文主要介绍真核细胞中核输出的基本机制、蚊子和果蝇等模式昆虫中核输出通路;简述核输出机制在昆虫胚胎发育及免疫等生理活动及信号通路中的影响,以及与昆虫相关的病毒蛋白对昆虫等宿主核输出机制的利用和破坏情况.     

植物中的核质转运相关蛋白

细胞内各个生命过程的有序进行需要生物大分子在细胞核与细胞质之间有选择、有控制地转运.而细胞核膜的存在为大分子的自由穿梭设置了屏障,因此生物大分子在细胞核与细胞质之间的转运要依赖于一些受体蛋白.输入蛋白β(importinβ)是首先从人类细胞中发现的生物大分子向细胞核输入的受体,其后相继鉴定出多个与输入蛋白β具有同源性的细胞核转运受体,命名为类输入蛋白β.这些转运受体介导的转运过程在生物有机体之间高度保守,在动物及酵母中调控核质穿梭以及各个信号过程的组分与分子机制研究较为清楚,但在植物中相对匮乏.本文在介绍细胞核转运受体共有结构特点和转运机制基础上,重点综述了植物细胞核转运受体的最新研究进展以及这些受体在植物信号转导中的重要调节作用.     

蛋白质的入核运送和它在基因表达中的调节作用

蛋白质进入细胞核是由蛋白质分子内部的核定位信号（nuclear localization signal, NLS）引导的.NLS蛋白首先与NLS受体结合,然后在多种胞浆因子及核孔复合物蛋白的作用下穿过核孔、转位入核.蛋白质上存在NLS并不一定总能够引导蛋白质入核.当NLS被修饰或遮掩时,它们便不能被核转运装置所识别.因而,NLS的遮掩被解除之前,蛋白质一直被扣留在胞浆中.以调节转录因子的入核运送来控制转录因子的活性是基因表达调节的一个新概念,也是细胞生长和分化的另一水平的调节.     

细胞核质转运受体Importin β家族与转运调控

核质转运是真核细胞的基本生命活动之一。Importinβ家族的蛋白质成员作为核质转运的受体,负责细胞内大部分蛋白质和核酸等生物大分子的跨核膜运输。同时,细胞通过多种方式对核质转运的过程进行精确调控,使底物能够在正确的时间与空间发挥功能,保证细胞增殖与分化的正常进行。核质转运的失调,则使得底物不能正常执行功能,导致个体发育的异常与疾病的发生。     

核定位信号肽用于基因转移的研究进展

核定位信号(nuclear localization signal,NLS)是一段富含Arg、Lys的氨基酸序列,它存在于真核细胞核蛋白和病毒蛋白中,并具有引导它们趋向定位核区的功能。近年来发展的利用含核定位信号肽的非病毒载体为基因转移提供了一个崭新的途径。     

植物病毒在细胞间转运的机理探讨

植物病毒在寄主体内的移动包括细胞间转运和系统性转运两个部分。在这两个过程中,如何有效地利用和修饰胞间连丝,是病毒成功侵染的关键。病毒通过编码运动蛋白与寄主因子互作靶定于细胞质膜,然后通过一系列复杂机制修饰胞间连丝从而顺利完成细胞间转运。综述了植物病毒在细胞间转运过程中与寄主发生的一系列互作,着重阐述了病毒与胞间连丝之间互作的机制,旨在为相关研究工作提供参考。     

mRNA定位的主动运输机制

mRNA定位的意义在于使特定的蛋白质定位于细胞内特定的区域,特别是在胚胎发育过程中和在极性细胞中,mRNA的定位具有极其重要的作用,顺式作用元件和反式作用因子参与介导mRNA的定位,有多种机制调控其定位,其中主动运输机制是最主要的定位机制,需要细胞骨架系统和蛋白马达的参与。mRNA定位机制与其它水平上的表达调控机制,特别是mRNA转录后加工,核转运和翻译调控机制紧密偶联。