钙调蛋白的功能性运动分析

目的:研究钙调蛋白(CaM)结构的动力学行为和运动趋势。方法:利用高斯网络模型(GNM)和各向异性网络模型(ANM),分析CaM在无钙和含钙2种形式下的功能运动。结果:CaM的慢运动模式显示,CaM的构象变化主要表现为2个结构域的运动;2种形式的CaM具有共同的铰链区,铰链区位于分子的中央接头,但二者具有不同的运动趋势。交叉相关图结果显示,CaM结合钙离子后,结构域内的相互作用会增强。结论:GNM和ANM结果可以解释先前报道的实验数据。结果有助于更好地了解CaM的构象转变规律,并会提高对CaM的底物识别和调节活动机制的理解。     

Ca2+诱导的synaptophysin I蛋白的脂筏分布

文章研究了Ca2 对synaptophysin Ⅰ(Syp Ⅰ)蛋白的脂筏分布的影响.研究结果证明,Syp Ⅰ蛋白的脂筏分布明显受到Ca2 的特异性调控.在无Ca2 的条件下,Syp Ⅰ为典型的非脂筏蛋白;而在低浓度Ca2 的条件下,Syp Ⅰ可以转变为脂筏结合蛋白.文章还研究了Syp Ⅰ在Ca2 的诱导下进入脂筏膜微区的分子机制.研究结果表明,Syp Ⅰ在Ca2 的诱导下进入脂筏这一现象依赖于其C末端胞质区,确定了Syp Ⅰ的胞质区在这种调节中的重要性.     

运动训练对小鼠心肌线粒体miR-499-CaN-Drp-1凋亡通路的影响

目的:本文考察游泳训练对小鼠心肌miR-499和相关蛋白的影响,探讨运动干预心肌凋亡的机制。方法:雄性C57BL/6小鼠随机分为3组(n=14):安静组(SE组)、运动训练1组(ET1组)、运动训练2组(ET2)。SE组不运动,ET1组进行8周游泳训练;ET2组在ET1组负荷基础上增加,前5周与ET1相同,后3周每天2次。TUNEL检测心肌凋亡,RT-PCR和Western blot测定miR-499和蛋白。结果:相比SE组,ET1组心肌凋亡指数(AI)、miR-499、Ca N蛋白表达及活性、Drp-1表达均无显著性改变(P0.05);相比SE组,ET2组AI显著性下降(P0.01),miR-499表达显著性升高(P0.05),Drp-1蛋白表达显著性下降(P0.01),但Ca N蛋白表达及活性无显著改变(P0.05)。结论:游泳训练能降低心肌凋亡水平,Drp-1表达下降是凋亡率下降的部分机制,但本研究上游Ca N不参与运动调节心肌凋亡的信号。     

Ca2+诱导的synaptophysinⅠ蛋白的脂筏分布

文章研究了Ca2+对synaptophysin Ⅰ(Syp Ⅰ)蛋白的脂筏分布的影响.研究结果证明,Syp Ⅰ蛋白的脂筏分布明显受到Ca2+的特异性调控.在无Ca2+的条件下,Syp Ⅰ为典型的非脂筏蛋白;而在低浓度Ca2+的条件下,Syp Ⅰ可以转变为脂筏结合蛋白.文章还研究了Syp Ⅰ在Ca2+的诱导下进入脂筏膜微区的分子机制.研究结果表明,Syp Ⅰ在Ca2+的诱导下进入脂筏这一现象依赖于其C末端胞质区,确定了Syp Ⅰ的胞质区在这种调节中的重要性.     

嗜热丁烷氧化古菌Candidatus Syntrophoarchaeum烷基转移酶MtaA催化丁基辅酶M的分子机制研究

【背景】嗜热古菌Candidatus Syntrophoarchaeum可以与硫酸盐还原细菌共生,通过逆转产甲烷途径进行正丁烷的氧化,但在该过程中负责催化丁基辅酶M氧化的酶尚未确定。【目的】利用分子动力学模拟证明Ca.Syntrophoarchaeum中mta A基因编码的蛋白可以特异性催化丁基辅酶M中丁基的转移,并非转移甲基。【方法】使用Methanosarcina mazei辅酶M甲基转移酶Mta A的晶体结构(PDB ID:4ay8)作为模板,对Mta A_1 (Gen Bank登录号OFV65993.1)和Mta A_2 (Gen Bank登录号OFV65678.1)进行同源建模。使用分子对接得到两者分别结合CH_3-Co M和C_4H_9-Co M时的结构,并用AMBER18进行分子动力学模拟。【结果】当Mta A_1和Mta A_2分别结合C_4H_9-Co M时,表现出与4ay8晶体结构类似的TIM-Barrel折叠三维结构,但在活性中心形状、Zn~(2+)与底物距离以及活性位点附近氨基酸配位方式等方面存在差异,这可能是导致Ca.Syntrophoarchaeum中mta A基因编码的蛋白催化丁基辅酶M氧化的原因。其中Mta A_2与4ay8结构更相似,活性中心氨基酸配位更完整,暗示其更可能具备催化活性。然而当Mta A_1和Mta A_2分别结合CH_3-Co M时,整体结构不合实际,活性中心Zn~(2+)与底物距离过远,表明底物几乎不可能与酶结合。【结论】Ca.Syntrophoarchaeum中的Mta A_1和Mta A_2很可能是特异性的丁基转移酶,而非催化甲基的转移,其中Mta A_2具备活性的可能性更高。     

苔藓植物蓝光/紫外光-A 信号传导的研究

种子植物含有5个已分离的光受体和至少1个未鉴定的蓝光/紫外光-A受体。隐花色素(CRY1、CRY2和CRY3) 调节植物的生长发育,而向光蛋白(PHOT1和PHOT2) 调节植物对光的营养反应。黄素可以吸收蓝光和紫外光-A,是生色团。对这些光受体的结构和作用模式已了解很多。苔藓植物小立碗藓中含有2个已分离的隐花色素(CRY1a和CRY1b),负责调节侧枝形成和生长素代谢;有4个向光蛋白(PHOTA1,PHOTA2,PHOTB1,PHOTB2) 调节叶绿体的运动。苔藓细胞内蓝光/紫外光-A刺激引发的信号转导有Ca2+参与。     

DREAM/Calsenilin/KChIP3:神经系统的多功能蛋白

新近发现的转录因子DREAM(downstreamregulatoryelementantagonistmodulator)可结合到基因(包括PPD、Hrk、cfos等)的DRE(downstreamregulatoryelement)位点,抑制基因转录。它是第一个已知的可以直接与DNA结合发挥转录抑制作用的Ca2 结合蛋白,为Ca2 调节基因表达除蛋白激酶/磷酸酶这条主要通路外提供了另一条通路。由于DREAM与另两个研究小组发现的蛋白calsenilin和KChIP3实为同一种物质,所以DREAM具有PS(presenilin)作用蛋白、Kv4通道调节蛋白和转录因子的多重功能特性。本文将就DREAM的分布、功能及其调控、DREAM与疼痛的关系作简要综述。     

Ca2+在植物细胞对逆境反应和适应中的调节作用

钙离子(Ca2+ )信号在植物的生长发育及其对环境的反应和适应中起着十分重要的作用。本文对Ca2+在植物细胞对低温、干旱和盐渍化逆境的反应和适应中的调节功能作一概述, 论述的主要问题包括: (1)Ca2+的亚细胞定位与分布, 细胞内Ca2+相对低水平的稳态平衡是Ca2+信号发生的基础; (2)Ca2+信号的优越性及其发生与传递; (3)Ca2+充当低温信号的传递者诱导抗寒锻炼和基因表达; (4)细胞内高水平Ca2+持久性调控越冬木本植物的生理休眠; (5)Ca2+对干旱、盐渍化及其渗透胁迫的调节作用; (6)Ca2+参与气孔开关运动的调节; (7)Ca2+参与逆境中细胞壁加厚和加固的调节。     

淀粉蔗糖酶AcAS的工作机理与去折叠性质研究

淀粉蔗糖酶(amylosucrase, AS)是一种葡萄糖基转移酶(E.C. 2.4.1.4),隶属于糖苷水解酶13家族．当体系中存在葡聚糖时,AS可以蔗糖为唯一底物催化合成直链葡聚糖．与AS相比,其他拥有合成直链淀粉样多糖的酶都需要利用昂贵的核苷酸激活糖来进行合成．这使得AS成为一种具有工业应用潜力的工业酶．尽管具有较大应用潜力,但是较弱的稳定性严重影响其在工业上的应用．本工作中,以NpAS和DgAS的晶体结构为模板,对氯酚节杆菌(Arthrobacter chlorophenolicus)中发现的一种新型AS(AcAS)结构进行了模建．通过对AcAS与其他AS结构进行详细的比较,推断出AcAS的工作机理．随后,利用高斯网络模型(GNM)对其功能型运动进行了分析．根据GNM的结果,发现AcAS可分为两个运动方向相异的部分．最后,利用迭代高斯网络对AcAS的去折叠性质进行了研究．这些结果对随后的淀粉蔗糖酶的工业开发有一定帮助．     

酵母双杂交筛选与果蝇C(2)M相互作用的蛋白

同源染色体联会时形成的联会复合体(Synaptonemal complex, SC)是由减数分裂前期Ⅰ多种蛋白质聚集而成的超级复合结构。生殖细胞特异性的核蛋白C(2)M(Crossover suppressor on 2 of Manheim)在染色体上高度聚集可以诱导SC的形成。本文采用酵母双杂交方法,利用C(2)M的诱饵表达载体筛选果蝇cDNA文库,共发现40个可能与C(2)M相互作用的蛋白,包括多种DNA及组蛋白结合蛋白、ATPase、转录调节因子。从筛选的结果中,选取wech和Psf1基因构建了转基因果蝇,并在生殖细胞中进行了基因沉默,结果显示联会复合体的消失受到延迟。上述结果表明Wech和Psf1蛋白可能与C(2)M形成复合物,共同参与联会复合体的形成或其稳定性的维持。     

细胞膜相联钙结合蛋白的结构和功能研究进展

细胞膜相联钙结合蛋白(PCaP)是定位于细胞膜上的一类新的Ca2+结合蛋白。简要综述了PCaP的蛋白结构、调控Ca2+/磷脂酰肌醇3-磷酸信号通路的分子机制、调节微管微丝稳定的能力,以及其在植物顶端生长极性中的功能研究进展。     

Ca2+依赖和Ca2+不依赖的囊泡分泌研究进展

Ca2 是促发囊泡胞吐的关键调节因子.最近的研究表明,分泌囊泡和通道之间的空间距离调节囊泡分泌的过程和性质.Ca2 通道开口附近形成的Ca2 微区和Ca2 钠区和囊泡快速递质释放有非常紧密的联系.SNARE蛋白和钙离子传感器synaptotagmins等在触发分泌中起调控作用.同时另有一类不依赖于Ca2 的囊泡分泌存在.Latrotoxin和mastoparan等可以激活这一类不依赖于Ca2 的信号通路,从而触发囊泡释放.本文主要从ca2 对囊泡胞吐的调控作用着手,综述了Ca2 依赖和Ca2 不依赖的囊泡分泌过程和可能的调控机制.     

PTB蛋白:一种调控肿瘤代谢的RNA可变剪接调节因子

多聚嘧啶区结合蛋白(polypyrimidine tract binding protein,PTB或hnRNP I)是一种在细胞内部参与mRNA代谢过程的蛋白质。PTB蛋白可结合于核酸分子上富含嘧啶碱基的序列,对mRNA前体的剪接进行调控。如在部分肿瘤细胞中,PTB的表达量升高可对肿瘤代谢过程中关键的丙酮酸激酶M(pyruvate kinase M,PKM)基因的表达进行调控,通过抑制PKM基因的可变剪接的方式上调PKM2(pyruvate kinase M2,PKM2)的表达,进而强化肿瘤细胞的有氧糖酵解过程并促进肿瘤的发展。本文结合PTB蛋白的结构及其在PKM可变剪接过程中的调节机制,简要综述了PTB蛋白对肿瘤代谢的调控作用。     

植物Cation/H~+反向转运蛋白研究进展

CAX是一种通过质子梯度产生的能量运输协调再分配钙离子(Ca2+)等阳离子的转运蛋白,是Ca2+/Cation antiporter(CaCA)大家族的一个分化枝。植物CAXs属于CAX三大类的Ⅰ型CAX。大部分植物CAXs有11个跨膜区(TM)和5个典型的功能域,即N-端自抑制区域(NRR)、C-端功能区域、Ca2+功能域(CaD)、C功能域和D功能域。其中NRR存在于大部分CAX中,调节CAX的功能。以下综述了近年来国内外对CAX类蛋白的研究成果与进展,涉及到CAX家族的命名,亚家族的分类,CAX组织表达及亚细胞定位,特别是CAX的转运活性等研究。加强对CAX的研究对调节植物生长、提高农作物养分吸收和减轻土壤中污染物等有重要作用。     

采用GUS标记技术研究钙调素在转基因烟草中的分布

为了监测钙调素 (Ca M)在植物细胞内的分布并探索其生物学功能 ,将水稻 Ca M和 GU S融合基因 (cam.gus)分别置于 35 S启动子和花粉特异启动子 L AT5 2 - 7控制下 ,构建出载体 p MD/ Ca M.GU S和 p BI/ L AT.Ca M.GU S,转化烟草 (N icotiana tobacum cv.SR ) ,GU S染色结果显示 ,Ca M.GU S融合蛋白广泛分布于植物根、茎、叶等组织 ,根尖生长点细胞、根毛细胞、表皮毛细胞、气孔保卫细胞、维管束细胞的细胞质中融合蛋白含量较多。花粉粒中也分布着 Ca M,并在萌发沟处表现出较高的浓度。保卫细胞和表皮毛细胞中 Ca M分布在相邻细胞连接处细胞模内侧 ,呈现出极性分布。研究结果表明 ,细胞内 Ca M的不均匀分布可能与细胞功能相关。     

流感病毒M2e与白喉毒素无毒突变体CRM197融合蛋白的抗原性和免疫原性分析

流感病毒严重威胁人类健康且流行株不断变化,传统疫苗对流感预防具有局限性。流感病毒M2蛋白胞外区(M2e)氨基酸序列高度保守,可诱导产生特异性抗体,是通用流感疫苗研究的主要靶标之一。白喉毒素突变体(CRM197)是一种理想的蛋白载体,可增强小分子抗原的免疫原性,商业化的肺炎球菌疫苗采用CRM197结合形式提高多糖分子的免疫原性。本实验通过重组蛋白融合的方式,将M2e与CRM197(aa 1~535)、CRM197-N190(aa 1~190)、CRM197-N389(aa 1~389)的C端或N端进行融合表达,并考察融合蛋白的反应活性以及免疫原性。融合蛋白中的M2e和CRM197均具有反应活性;超速离心分析和四聚体特异构象单抗反应均表明融合蛋白(CRM197-N190)-M2e及M2e-(CRM197-N190)主要以类似M2e天然构象的四聚体形式存在;融合蛋白可与多株流感M2e特异性单抗以及CRM197特异性单抗反应,M2e融合至CRM197N末端形成的重组蛋白的反应活性高于C端融合蛋白;相比融合GST,与CRM197-N190的融合显著增强了M2e蛋白的免疫原性,为流感通用疫苗研究提供了新思路。     

封面故事

<正>钙离子(Ca2+)是重要的第二信使,通过与效应蛋白的结合和解离,以及在不同细胞器之间的穿梭运动而精确调控细胞活动,参与多种重要生命过程。细胞内具有精确调节Ca2+时空分布的调控系统。在静息状态下,细胞内的游离Ca2+浓度约为100 nmol/L;而当细胞受到信号刺激后,胞内的Ca2+浓度可上升至1000 nmol/L甚至更     

甲3型流感病毒M2基因在痘苗病毒天坛株中的表达

为获得表达甲3型流感病毒(H3N2)M2蛋白的重组天坛株痘苗病毒RVJ1175M2,使用PCR方法扩增流感病毒全长M2基因,将其克隆到天坛株痘苗病毒同源重组质粒pJSC1175中,获得重组质粒pJSC1175M2,通过与痘苗病毒载体同源重组,构建了含流感病毒M2基因的重组痘苗病毒株RVJ1175M2。PCR检测结果证明,流感病毒(H3N2)M2蛋白基因准确插入到天坛株痘苗病毒TK区;Western blot、免疫荧光和流式细胞计数表明重组病毒RVJ1175M2可以有效地表达M2蛋白,表达的M2蛋白有两条带,分别为15kD和13kD,与相关文献报道一致;M2蛋白可有效分布在感染细胞的细胞膜上。这些结果表明重组痘苗病毒株RVJ1175M2可以有效地表达流感病毒M2蛋白,为使用表达M2蛋白的不同类型疫苗进行广谱流感疫苗效果的比较研究奠定了基础。     

海洋酸化对泥蚶精子运动的影响及作用机理初探

研究分析了未来海洋酸化情景(pH7.8和pH7.4)对典型滩涂贝类泥蚶(Tegillarca granosa)精子运动活力的影响, 并从精子运动供能角度探究了其作用机理。研究结果表明, 海洋酸化可以显著削弱泥蚶的精子运动速度。由于精子的三磷酸腺苷(ATP)水平与其活力呈显著的正相关, 研究检测了不同酸化条件下泥蚶精子的ATP含量及其合成关键酶酶活, 实验结果显示精子的ATP含量以及磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶活力在酸化条件下均显著下降。此外, 精子内的Ca2+-ATP酶(Ca2+-ATPase)调节了精子的运动能力, 因此实验也探究了海洋酸化对泥蚶精子Ca2+-ATPase酶活的影响, 结果证实该酶活力在海水pH为7.4时被显著抑制。综合本研究结果可以得出, 海洋酸化很可能会通过干扰精子细胞内ATP的合成及Ca2+的调控进而削弱精子的运动速度。     

应用HA、NA、M1和M2蛋白制备H5N1高致病性禽流感病毒样颗粒

目的:应用重组杆状病毒表达系统制备由HA、NA、M1和M2蛋白组成的H5N1高致病性禽流感病毒样颗粒,为研究H5N1高致病性禽流感疫苗奠定基础。方法:构建能共表达A/chicken/Jilin/2003(H5N1)禽流感病毒血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)、A/PR/8/34(H1N1)流感病毒基质蛋白(M1)和离子通道蛋白(M2)的2个二元重组杆状病毒,共同感染HighFive细胞,同时表达HA、NA、M1和M2蛋白,使这4种蛋白在感染的细胞内自主组装成病毒样颗粒。经差速离心和蔗糖密度梯度超速离心收获病毒样颗粒,通过Western印迹鉴定病毒样颗粒的组成,透射电镜观察病毒样颗粒形态,血凝试验测定病毒样颗粒的活性。结果:HA、NA、M1、M2蛋白在昆虫细胞中共表达,并组装成病毒样颗粒;电镜观察到病毒样颗粒的形态与流感病毒一致,直径约80 nm;血凝试验显示该病毒样颗粒具有凝集鸡红细胞的活性。结论:应用该方法可以制备流感病毒样颗粒,为H5N1流感疫苗研究提供了可行方案。