Src蛋白激酶活性的调节机制

Src蛋白激酶在人类多种肿瘤细胞中被激活并在肿瘤发生、发展过程中起重要作用.Src活性的调节主要包括共价修饰、异构调节,但基因突变和其他一些方式也可以调节其活性.Src共价修饰主要是磷酸化,Tyr530、Tyr419、Thr34、Thr46、Ser72、Tyr138和Tyr213等都是Src的磷酸化位点,其中Tyr530位点和Tyr419位点是Src最重要的磷酸化位点.异构调节包括SH3、SH2等区域结合的调节,分别涉及黏着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)、孕酮受体(progesterone receptor,PR)、雌激素受体(estrogen receptor,ER)、雄激素受体(androgen receptor,AR)、P130Cas、血小板源生长因子(the platelet-derived growth factor,PDGF)、血小板衍生生长因子受体(platelet-derived growth factor receptor,PDGFR)、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR,HER1/erb B1)、人类表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor-2,ERBB2/HER2/NEU)、胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor-1 receptor,IGF-1R)、纤维母细胞生长因子受体1(fibroblast growth factor receptor,FGFR1)、肝细胞生长因子受体(hepatocyte growth factor receptor c-Met)、人类1型T细胞白血病病毒编码的辅助蛋白p13、HIV-1毒力因子Nef和Sin.本文就Src蛋白激酶的调节机制作一简要综述.     

心肌肌钙蛋白Ⅰ的磷酸化与非磷酸化调节

由于心肌肌钙蛋白复合体Ⅰ亚基(Troponin Ⅰ,TnⅠ)特殊的分子结构,使其在心肌收缩过程中起"分子开关"的重要作用.心肌TnⅠ具有6个磷酸化位点,第23/24位丝氨酸残基可被蛋白激酶A(PKA)、蛋白激酶D(PKD)和蛋白激酶G(PKG)磷酸化,发挥正性肌力作用;第43/45位丝氨酸残基以及第144位酪氨酸残基可被蛋白激酶C(PKC)磷酸化,可能主要起负性肌力作用;蛋白激活激酶(PAK)磷酸化第149位丝氨酸残基后的作用尚待探明.另外,经蛋白水解酶calpain降解含磷酸化位点的片段,产生去磷酸化作用;亦可通过降解一些特定片段来改变TnⅠ空间构象,引起非磷酸化调节作用.     

环境变化和时序衰老过程中酵母蛋白激酶Sch9磷酸化的调控

出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白激酶Sch9与哺乳动物蛋白激酶S6K1同源.S6K1是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)的底物,且与很多人类疾病相关,包括肥胖症、糖尿病和癌症.Sch9和S6K1都对不同营养条件和环境胁迫条件下的细胞生长调控很重要.Sch9激活环内的磷酸化位点570位苏氨酸残基也被称为PDK1位点,而737位苏氨酸位点也被称为PDK2位点,这两个位点的磷酸化对Sch9的活性非常重要.蛋白激酶Pkh1/2磷酸化Sch9的PDK1位点,而雷帕霉素靶蛋白复合体1(TORC1)磷酸化PDK2位点.为了深入了解Sch9在细胞中的功能,阐明不同环境条件下及时序衰老过程中Sch9的PDK1和PDK2位点磷酸化的调控就显得尤为重要.利用特异性识别570位苏氨酸残基磷酸化的Sch9蛋白和特异性识别737位苏氨酸残基磷酸化的Sch9蛋白的两种抗体,对不同环境条件下和时序衰老过程中Sch9的两个位点的磷酸化调控进行了研究.研究结果揭示了Sch9的两个磷酸化位点在营养感受、胁迫应答、热量限制和时序衰老过程中的调控方式.揭示Sch9的PDK1位点磷酸化的调控与热量限制延长出芽酵母时序寿命密切相关.     

非NMDA受体的细胞内调控及其机制

非NMDA受体是AMPA受体和KA受体的统称,其亚基上的胞内C末端上有很多磷酸化脱磷酸化及胞内蛋白的结合位点,这些作用位点与非NMDA受体的调控密切相关。如PKA,PKC,PKG,CaMKⅡ和PTK等蛋白激酶均可调节受体的活性,另外,胞内的一些骨架蛋白和信号蛋白也可与非NMDA受体结合而影响其功能,本文着重综述非NMDA受全的细胞内调控及其机制。     

M1乙酰胆碱受体对AMPA受体GluA1-Ser831 位点的调控作用

目的:从海马神经元谷氨酸离子型受体--AMPA受体亚基GluA1的831位丝氨酸(GluA1Ser831)磷酸化角度,探讨M1乙酰胆碱受体对AMPA受体GluA1亚基的调控作用及作用机制。方法:本研究以成熟的原代海马神经元为实验对象,用不易被降解的卡巴胆碱(Carbachol,CCh)作为胆碱受体激动剂,以免疫印迹法作为蛋白和磷酸化蛋白的主要检测手段,结合不同蛋白抑制剂研究M1受体调控AMPA受体GluA1亚基的关键信号分子及其机制。结果:1与对照组相比,CCh组Ser831的磷酸化水平显著升高。2CCh促进Ser831磷酸化的现象在M1受体选择性拮抗剂哌仑西平(Pirenzepine)+CCh组消失,CCh升高GluA1-Ser831磷酸化水平的作用由M1受体介导。3蛋白激酶C(ProteinkinaseC,PKC)抑制剂白屈菜红碱(Chelerythrinechloride,CHCL)能对抗CCh促进GluA1-Ser831位点磷酸化的作用,而钙/钙调素依赖性蛋白激酶II(Calcium/calmodulin-dependentkinaseII,CaMKII)抑制剂KN62不能对抗CCh的作用。4为检测体内GluA1-Ser831的磷酸化情况,用小鼠海马组织定位注射CCh和CHCL,CCh组小鼠海马组织GluA1-Ser831位点的磷酸化水平升高,CHCL能对抗这种作用,PKC介导了M1受体激活所导致的GluA1-Ser831磷酸化水平的升高。结论:M1受体通过激活PKC促进GluA1-Ser831的磷酸化。     

植物类受体蛋白激酶的研究进展

植物类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinase,RLKs)通过胞外结构域识别病原信号分子,发生磷酸化、去磷酸化反应而开启或关闭下游靶蛋白,调节植物固有免疫反应,诱导抗病防御反应.目前对植物类受体蛋白激酶的功能、信号传导和配体识别等方面的研究已成为该领域的重点.本文对近年来国内外有关植物类受体蛋白激酶的结构、功能及其在植物抗病防御反应中的作用研究进行综述,为今后进一步深入研究植物类受体蛋白激酶的生理生化功能及应用提供参考.     

糖尿病大鼠脑细胞周期依赖性蛋白激酶5和蛋白激酶A参与调节Tau蛋白磷酸化

细胞周期依赖性蛋白激酶5(cyclin-dependent kinase5,Cdk-5)及蛋白激酶A(protein kinaseA,PKA)是调节Tau蛋白磷酸化的重要激酶,其对糖尿病(diabetes mellitus,DM)大鼠脑内Tau蛋白磷酸化的作用如何,目前尚不明确.为探讨胰岛素缺乏的DM大鼠海马Cdk-5及PKA对Tau蛋白磷酸化的作用,用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)建立DM大鼠模型,Fura-2负载及荧光测定细胞内游离Ca2 浓度,免疫沉淀法测定Cdk-5活性,放射性配体结合实验检测PKA的活性,蛋白质印迹检测Tau蛋白磷酸化的水平.结果提示:在DM大鼠海马神经元,Ca2 浓度升高,Cdk-5及PKA活性升高,Tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202和Ser396/Ser404位点的磷酸化增强.Cdk-5的特异性抑制剂roscovitine可降低DM大鼠Cdk-5活性,但不能降低PKA活性,使Tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202位点磷酸化水平降低,但不降低Ser396/Ser404位点的磷酸化,roscovitine处理正常大鼠后,上述酶的活性及Tau蛋白的磷酸化无明显变化.首次从整体水平上证实DM大鼠海马Cdk-5及PKA活性升高,协同促进Tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202位点和Ser396/Ser404位点的磷酸化,神经元内游离Ca2 浓度升高可能起重要作用.     

Caspase-3 对磷酸化 tau 蛋白截断作用的研究

磷酸化 tau 是阿尔茨海默病 (Alzheimer's disease , AD) 的特征性病理改变———神经原纤维缠结 (neurofibrillary tangles , NFTs) 的主要组成部分 . 最近的研究显示： NFT 存在 Glu391 和 Asp421 位点被截断的 tau 片段,然而, tau 蛋白的磷酸化是否会影响 caspase-3 的切割作用尚不清楚 . 首先纯化重组 tau 蛋白,然后利用蛋白激酶 A (PKA) 、钙 / 钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ (CaMK Ⅱ ) 和乳鼠海马组织抽提液对其磷酸化,并用 caspase-3 对不同磷酸化的 tau 蛋白进行切割,比较 caspase-3 对非磷酸化和不同蛋白激酶磷酸化的 tau 蛋白的切割特性 . 结果显示：除切割非磷酸化 tau 蛋白外, caspase-3 在体外可分别切割被 PKA 、 CaMK Ⅱ和乳鼠海马组织抽提液磷酸化的 tau 蛋白 . 这一结果提示：磷酸化修饰的 tau 蛋白仍然是 caspase-3 的底物 .     

大豆类受体蛋白激酶基因GmRLCK的克隆及初步分析

植物类受体蛋白激酶(receptor-likeproteinkinase,RLK)在高等植物生长发育和环境刺激的信号传导中起着重要的作用。本文报告了一个新的大豆类受体蛋白激酶基因的全长cDNA克隆及对其基因结构和功能的初步分析。研究表明该基因序列编码的蛋白包含一个跨膜域、一个具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的胞内域和一个缺少N-末端信号肽的胞外域。采用生物信息学方法分析表明,该基因与一些拟南芥菜类受体蛋白激酶基因具有很高的相似性,这些激酶N-末端都缺少信号序列,属于植物胞质类受体激酶(receptor-likecytoplasmickinase,RLCK)亚家族。因此命名该大豆基因为GmRLCK(GenBankAccessionNo.AY687390)。对GmRLCK激酶域中磷酸化可能性较高的位点进行了预测。RT-PCR的结果表明,GmRLCK在大豆子叶、根、花以及豆荚中都有较高的表达,而在胚根、茎和成熟叶片中的表达相对较弱。进化分析表明GmRLCK与一些衰老相关的植物类受体蛋白激酶具有较近的亲缘关系。     

谷氨酸受体可逆磷酸化及其功能

谷氨酸受体(GluRs)C端区存在被多种蛋白激酶磷酸化的位点,同时又能被多种蛋白磷酸酶去磷酸化,磷酸化的结果可使Ca²⁺内流增加,增强GluRs功能;去磷酸化作用则相反.正常情况下GluRs可逆磷酸化处于一种动态平衡状态,在突触可塑性机制如长时程增强(LTP)中起重要作用,而在病理状态如缺血性脑损伤中,这种平衡失衡加重兴奋性神经元损伤.     

蜜蜂TPI基因克隆与生物信息学预测

利用电子克隆方法获得蜜蜂(Apis mellifera)磷酸甘油醛异构酶(triosephosphate isomerase,TPI)基因,并采用生物信息学方法对该基因编码蛋白从等电点、疏水性/亲水性、二级结构等进行了预测,以及试验验证,结果表明蜜蜂TPI基因全长为1 768 bp,具有完整的开放阅读框架(ORF),并得到了试验证实.     

中华蜜蜂mrjp1 cDNA的克隆及其序列分析

构建中华蜜蜂(Apis cerana cerana)8日龄工蜂头部cDNA文库,利用中蜂基因组的mrjp3部分基因片段作为杂交探针,采用DIG标记筛选cDNA文库,获得mrjps阳性克隆120个;对阳性克隆进行PCR扩增和测序,通过NCBI的BLAST序列比对,获得12个与印度蜂(Apis cerana india)、西方蜜蜂(Apis mellifera L.)mrjp1基因同源的中蜂mtjp1 cDNA片段,并进一步对中华蜜蜂mrjp1的cDNA全序列进行测定和分析。序列比对分析表明,东方蜜蜂(Apis cerana)与西方蜜蜂mrjp1的cDNA序列相似性为93．78％,中华蜜蜂与印度蜂的相似性高达99．36％,这一结果从分子水平证实中华蜜蜂与印度蜂有较近的共同祖先,而东方蜜蜂与西方蜜蜂的亲缘关系较远。     

高产王浆西蜂DNA分子中的相关基因标志筛选及其鉴定

为了探讨西蜂与高产王浆相关特异基因标记 ,用 12种随机引物 (P1～P12 )对产王浆量不同的4品系西蜂的基因组DNA进行了RAPD PCR分析 ,分别获得了产王浆量高、低不同西蜂的DNA多态性图谱 ,并从P2 引物的DNA多态性图谱中筛选出一差异DNA片段P2 316bp .将P2 316bp差异DNA片段用地高辛标记制备成探针 ,进行Southern杂交鉴定 .实验显示 ,探针与高产王浆西蜂基因组DNA的扩增产物出现了阳性杂交信号 ,而与低产王浆西蜂基因组DNA的扩增产物未出现阳性杂交信号 .结果表明 ,该差异性基因片段P2 316bp是西蜂高产王浆优良性状相关的遗传标记 ,序列为 30 5个核苷酸 .     

意大利蜜蜂甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因amGAPDH2的cDNA克隆与序列分析

应用RT-PCR技术克隆了意大利蜜蜂(Apis mellifera)甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因amGAPDH2,利用MEGA5.1、DNAMAN、PredictProtein和I-TASSER等软件对该基因进化关系以及其所对应的蛋白的同源性、理化性质和结构进行了预测和分析。从意大利蜜蜂cDNA文库中克隆得到了长1188 bp的amGAPDH2序列,GenBank登录号为MH152402。该序列具有完整的开放阅读框(ORF,114~1115 bp),其编码333个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列与其它昆虫的GAPDH有较高的序列相似性(80%以上),系统进化分析表明amGAPDH2与中华蜜蜂、小蜜蜂的序列相似性最高。利用ProtParam等软件对amGAPDH2编码的蛋白质分析结果显示,amGAPDH2属于不稳定、亲水性蛋白;二级结构属于混合型,Helix占25.53%、Strand占24.62%、Loop占49.85%;am GAPDH2具有两个保守结构域:一个是N端的NAD(P)结合结构域,另一个是C端的催化结构域Gp_dh_C。该研究为后期amGAPDH2基因的生理功能研究提供了理论依据。     

意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)与中华蜜蜂(Apis cerana ceraca)的生态位比较

为了明确中华蜜蜂和意大利蜜蜂在皖南山区生态适应性,研究两种蜜蜂的食物生态位、时间生态位和空间生态位及其差异,结果是中蜂与意蜂食物(蜜源植物)资源生态位宽度分别是 0.923、0.765,中蜂对蜜源植物采集喜好性差异小,而意蜂差异大,中蜂对意蜂生态位重迭为0.160,中蜂对意蜂生态位相似性为0.755;油菜花期,中蜂与意蜂时间资源生态位宽度分别是0.879、0.801,枇杷花期,分别是0.760、0.677,中蜂与意蜂的空间资源生态位宽度分别是0.797、0.670.中蜂3种生态位宽度均大于意蜂,中蜂三维生态位值是意蜂的1.61倍和1.57倍.表明中蜂在皖南山区生态适应性比意蜂强.     

Apis mellifera cytoplasmic elongation factor 1 alpha (EF-1 alpha) is closely related to Drosophila melanogaster EF-1 alpha

Using low stringency hybridisation with a Drosophila melanogaster EF-1 alpha gene fragment we have isolated a genomic DNA clone encoding elongation factor 1 alpha (EF-1 alpha) from Apis mellifera. The hybridising Apis mellifera sequence could be delineated to two small EcoRI fragments that were also revealed by genomic Southern hybridisation. By comparison with the corresponding Drosophila melanogaster data the complete translational reading frame has been deduced. It is interrupted by two intervening sequences of 220 and about 790 nucleotides. Comparison with known eucaryotic EF-1 alpha sequences further confirms that certain amino acid sequences seem to be invariable within the EF-1 alpha protein family.     

尼日利亚非洲蜂和安徽意大利蜜蜂及其杂交二代形态特征与微卫星DNA遗传多样性

对来自安徽的意大利蜜蜂、尼日利亚非洲蜂与意大利蜂蜂王与非洲蜂雄蜂杂交所选育的杂交二代3个群体,利用形态学和微卫星DNA多态性相结合的方法进行研究。对安徽意大利蜜蜂、尼日利亚非洲蜂及其杂交二代形态特征进行测量结果是,吻长平均值分别为6.09、5.23 mm和5.53 mm,右前翅宽平均值分别为3.35、8.42 mm和8.65 mm,前翅面积平均值分别为15.18、13.23 mm2和13.95 mm2,前翅肘脉a平均值分别为0.59、0.49 mm和0.55 mm,第3+4背板长平均值分别为4.38、3.80mm和4.04 mm,差异极显著(P≤0.01)。右前翅长平均值分别为9.06、3.12 mm和3.22 mm,差异显著(0.010.05)。对3个群体进行多态检测,共检测到121个等位基因,平均每个位点的等位基因数为8.067,单个位点的等位基因数从3到13不等,表明3个群体都具有较丰富的遗传多样性。3个群体期望杂合度为0.5801至0.8526,平均期望杂合度为0.7591(0.0762)。所有位点的多态信息含量为0.5158至0.8363,平均多态信息含量为0.7283(0.0879)。3个群体的平均期望杂合度,意大利蜜蜂为0.6208,非洲蜂为0.5780,杂交二代为0.7451,非洲蜜蜂和安徽意蜂与其杂交二代之间差异均极显著,安徽意蜂与非洲蜜蜂之间差异不显著。3个群体都具有较高的杂合度和较丰富的多态性,其中杂交二代最高。意大利蜜蜂和尼日利亚非洲蜂平均遗传分化系数FST为0.0436,两个群体间的分化程度极显著,8个位点都极显著地贡献于这一结果。群体内的近交系数FIS较低,为0.070,15个位点显著地贡献于这一结果,表明非洲蜂与意大利蜜蜂的近交较少。非洲蜂和意大利蜜蜂遗传距离为0.725,Nm值为0.213,两个群体间表现出较远的遗传距离,而且彼此之间基因流动较少。安徽意蜂和非洲蜂群体间长期存在地理隔离,两个群体间形态指标差异显著,杂交二代群体形态指标低于安徽意蜂,但比尼日利亚非洲蜂均有不同程度的提高,在形态特征上体现了杂交优势,两群体杂交二代等位基因数、基因杂合度及多态信息含量等遗传多样性指标均有显著提高。     

基于线粒体Cyt b基因部分序列的中国东方蜜蜂不同地理种群的系统发育

从线粒体DNA水平上对中国境内东方蜜蜂不同地理种群的系统发育进行研究,为保护和合理利用这一宝贵的蜂种资源提供理论基础。对我国10个省市的21群东方蜜蜂mtDNA Cyt b基因片段进行了扩增、测序,并以意大利蜂、卡尼鄂拉蜂、印尼蜂作为外群进行序列分析。采用Minimum-Spanning Network方法构建系统进化树。结果显示：扩增片段长度429bp;在得到的21条同源序列中,共检测出13个变异位点,其中转换数为9,颠换数为4,并且变异位点大都发生在密码子的第三位,无碱基插入或缺失;聚类分析结果显示西方蜜蜂、印尼蜂和东方蜜蜂各为独立的蜂种;在中国东方蜜蜂群体中,吉林、海南和云南的东方蜜蜂各为一个独立的类群,其它地区的东方蜜蜂为一个类群[动物学报54（6）：1005-1013,2008]。     

The complete mitochondrial genome of the Asiatic cavity-nesting honeybee Apis cerana (Hymenoptera: Apidae)

In the present study, we determined the complete mitochondrial DNA (mtDNA) sequence of Apis cerana, the Asiatic cavity-nesting honeybee. We present here an analysis of features of its gene content and genome organization in comparison with Apis mellifera to assess the variation within the genus Apis and among main groups of Hymenoptera. The size of the entire mt genome of A. cerana is 15,895 bp, containing 2 ribosomal RNA genes, 13 protein-coding genes, 22 transfer RNA (tRNA) genes and one control region. These genes are transcribed from both strands and have a nucleotide composition high in A and T. The contents of A+T of the complete genomes are 83.96% for A. cerana. The AT bias had a significant effect on both the codon usage pattern and amino acid composition of proteins. There are a total of 3672 codons in all 13 protein-coding genes, excluding termination codons. The most frequently used amino acid is Leu (15.52%), followed by Ile (12.85%), Phe (10.10%), Ser (9.15%) and Met (8.96%). Intergenic regions in the mt genome of A. cerana are 705 bp in total. The order and orientation of the gene arrangement pattern is identical to that of A. mellifera, except for the position of the tRNA-Ser(AGN) gene. Phylogenetic analyses using concatenated amino acid sequences of 13 protein-coding genes, with three different computational algorithms (NJ, MP and ML), all revealed two distinct groups with high statistical support, indicating that A. cerana and A. mellifera are two separate species, consistent with results of previous morphological and molecular studies. The complete mtDNA sequence of A. cerana provides additional genetic markers for studying population genetics, systematics and phylogeographics of honeybees.     

Adaptive evolution of a key gene affecting queen and worker traits in the honey bee, Apis mellifera

The vitellogenin egg yolk precursor protein represents a well-studied case of social pleiotropy in the model organism Apis mellifera. Vitellogenin is associated with fecundity in queens and plays a major role in controlling division of labour in workers, thereby affecting both individual and colony-level fitness. We studied the molecular evolution of vitellogenin and seven other genes sequenced in a large population panel of Apis mellifera and several closely related species to investigate the role of social pleiotropy on adaptive protein evolution. We found a significant excess of nonsynonymous fixed differences between A. mellifera, A. cerana and A. florea relative to synonymous sites indicating high rates of adaptive evolution at vitellogenin. Indeed, 88% of amino acid changes were fixed by selection in some portions of the gene. Further, vitellogenin exhibited hallmark signatures of selective sweeps in A. mellifera, including a significant skew in the allele frequency spectrum, extreme levels of genetic differentiation and linkage disequilibrium. Finally, replacement polymorphisms in vitellogenin were significantly enriched in parts of the protein involved in binding lipid, establishing a link between the gene's structure, function and effects on fitness. Our case study provides unequivocal evidence of historical and ongoing bouts of adaptive evolution acting on a key socially pleiotropic gene in the honey bee.