昆虫固醇转运蛋白的结构与功能

在昆虫中, 胆固醇不仅是细胞膜的重要成分之一, 也是昆虫蜕皮激素生物合成的前体。由于昆虫体内缺少两种合成胆固醇所必需的关键性酶, 所以昆虫不能自主地从简单的前体化合物从头合成胆固醇, 而必须通过吸收食物中的甾醇转化为胆固醇来满足生长、发育和繁殖的需要。胆固醇在组织和细胞内的运输主要由固醇转运蛋白 (sterol carrier proteins, SCPs) 执行。因此, 对固醇转运蛋白结构与功能的研究对于阐明昆虫中固醇运输具有重要的意义。本文对固醇转运蛋白的基因和蛋白结构、 细胞内表达和定位、 翻译后修饰、 蛋白三维结构、底物特异性和可能的运输途径等方面的研究进展进行了综述, 并对其作为害虫防治分子靶标的可能性进行了初步的讨论。研究发现, 不同物种的SCP蛋白的基因编码形式和蛋白剪切形式不同; 双翅目昆虫埃及伊蚊Aedes aegypti和黑腹果蝇Drosophila melanogaster除了SCP-x基因可编码SCP-x和SCP-2蛋白外, 还有另外的SCP-2和类SCP-2 (SCP-2L)基因编码SCP-2和类SCP-2蛋白; 而鳞翅目昆虫棉贪夜蛾Spodoptera littoralis、 斜纹夜蛾Spodoptera litura和家蚕Bombyx mori中SCP-x 基因的表达和转录方式与脊椎动物的SCP-x 基因类似, 通过转录和翻译后剪切形成SCP-2蛋白。SCP-x和SCP-2蛋白定位于过氧化物酶体。SCP-2蛋白由5个α-螺旋和5个β-折叠组成, 其中α5-螺旋可影响蛋白与底物的结合。SCP-2蛋白以不同的亲和力与固醇、胆固醇衍生物、脂肪酸、脂酰辅酶A和磷脂等化合物结合。超表达斜纹夜蛾SlSCP-x 和SlSCP-2基因可增加细胞对胆固醇的吸收; 而利用RNAi技术抑制幼虫体内SlSCP-x表达, 可导致血淋巴中的胆固醇含量降低, 并导致幼虫生长缓慢, 蜕皮化蛹延迟。     

氧化固醇结合蛋白结构、功能与应用

氧化固醇结合蛋白(oxysterol binding protein,OSBP)是存在于真核细胞内的一类参与脂质代谢的非囊泡运输蛋白质,在哺乳动物中被称为氧化固醇结合蛋白相关蛋白质(oxysterol binding protein-related proteins,ORPs),而在酵母中被称为氧化固醇结合蛋白同源物质(oxysterol-binding protein homologues,OSH）。近年来人们对氧化固醇结合蛋白的研究不断深入,特别是对其同源蛋白质（例如,ORP5/8、Osh3/4、ORP4L等）的结构功能差异和其在信号转导中的作用的相关研究,以及在生物医药方面的应用更成为了本领域的热点。本文综述了关于OSBP及其同源蛋白质结构和功能的相关研究,指出了该领域存在的一些关键问题。与此同时,对OSH和ORPs在细胞内的膜接触位点（membrane contact sites,MCS）进行对比,以及对今后OSBP的研究方向做了展望。     

Scap-Insig-2-25HC复合物与细胞内胆固醇水平的调控

固醇调节原件结合蛋白(sterol regulatory element-binding protein,SREBP)是调节细胞内固醇类物质水平的重要细胞核转录因子,通过负反馈机制维持细胞内固醇稳态.SREBP裂解激活蛋白(SREBP-cleavage activating protein,Scap)和胰岛素诱导基因2(insulin-induced gene-2,Insig-2)、25-羟基胆固醇(25-hydroxycholesterol,25HC)对SREBP激活、成熟及核转位具有重要调节作用.最近研究揭示了Scap-Insig-2-25HC复合物的分子结构,这对细胞内胆固醇代谢研究具有重要的意义.     

固醇调节元件结合蛋白的研究

细胞膜中的胆固醇浓度保持动态平衡有赖于固醇调节元件结构蛋白（SREBPs)。SREBPs是DNA结合蛋白,当细胞内固醇减少时,SREBPs裂解激活蛋白（SCAP）能感受到,SCAP与SREBPs形成复合物,护送SREBPs从内质网到高尔基体,再经过两个顺序性的蛋白裂解,SREBPs的N端结构域从膜上释放出发,含有bHLH-Zip的该结构域进入到细胞核,与固醇调节元件相结合,进而激活编码胆固醇生物合成的酶和LDL受体基因的转录;当胞内固醇超载时,SCAP不再护送SREBPs到高尔基体进行蛋白裂解,核内SREBPs的N端结构域也发生降解,胆固醇合成停止。若此信号传导中任一环节有误,会导致体内固醇代谢紊乱,引起高脂血症。     

脂代谢专栏导读

<正>脂质是脂肪和类脂的统称。脂肪即甘油三酯，主要以脂滴的形式储存于脂肪细胞，是供给人体能量的主要能源物质之一。类脂包括磷脂、糖脂、固醇及其衍生物等，广泛分布于人体各组织细胞，是构成生物膜的重要物质。由机体从肠道中摄取的源于食物的外源性脂质、肝细胞合成的内源性脂质及由脂肪细胞内甘油三酯分解释放的脂质以脂蛋白复合体形式经血液运输到全身各组织。     

昆明昭觉林蛙可利用食物资源季节变化

对昆明呼马山昭觉林蛙可利用食物资源研究表明:环境中可利用食物资源以节肢动物门昆虫纲和蛛形纲动物为主,其中昆虫纲主要由双翅目、直翅目、鞘翅目、同翅目、半翅目、膜翅目和鳞翅目等组成。可利用食物资源组成和数量都有着明显的季节变化。影响可利用食物资源季节变化的主要因素是气候。选择种类丰富和满足其生理需求适宜性较大的食物是昭觉林蛙利用资源的两种方式。     

鳞翅目昆虫中自噬相关分子Atg8的研究进展

自噬是细胞通过溶酶体自主降解以实现细胞内物质循环利用的过程,在昆虫细胞分化和个体发育中起着重要作用。鳞翅目昆虫属于完全变态昆虫,会通过自噬和凋亡完成蜕变重建过程,是研究自噬机制的模式生物。自噬相关蛋白Atg8是哺乳动物微管相关蛋白1轻链3的同系物,是自噬相关蛋白的核心蛋白家族,对自噬小体形成、膜的延伸、特定物质识别等具有重要意义。文中就鳞翅目昆虫Atg8在自噬信号通路中的作用、Atg8结构特点、Atg8表达分布及Atg8-PE/Atg8水平与自噬活性关系进行了综述。Atg8-PE是自噬信号通路中两个类泛素结合系统之一,在自噬中起着关键作用。序列分析表明,鳞翅目昆虫Atg8与其他真核生物同源蛋白的整体结构相似,尤其与其他昆虫同源蛋白的氨基酸序列高度一致,体现了Atg8的高度保守性。鳞翅目昆虫发育不同阶段,Atg8在中肠、唾液腺、卵巢、脂肪体、丝腺等器官中的表达分布各不相同。并且,Atg8在核质中分布也存在差异,Atg8在细胞核与细胞质之间的穿梭可能存在蛹化前阶段的某些细胞中。通过检测Atg8-PE在细胞内的表达水平或Atg8含量的变化,可以评价细胞自噬的发生程度。     

昆虫脂肪体结构功能及其在人类疾病模型应用中的研究进展

昆虫脂肪体大量分布在昆虫的体内，其是一个动态疏松的组织，包括外周脂肪体和围脏脂肪体两种类型。昆虫脂肪体的结构与功能是息息相关的，其结构会随着昆虫不同生命阶段的变化而变化，其功能也随之发生改变。昆虫脂肪体最基本的功能是作为昆虫生命代谢的核心组织进行物质的合成与储存。此外，脂肪体还有许多重要的功能，是多种激素作用的靶器官，与昆虫的先天免疫、寿命和生长发育等都有关。因此，研究昆虫脂肪体对于解析昆虫重要生命现象是十分重要的。近年来已经有大量研究将昆虫脂肪体作为人类疾病和药物开发等方面的研究模型，将其应用于人类免疫学、人类疾病发病机制探究、新型药物研发等诸多领域。本文对昆虫脂肪体的形态结构、形成与变态、生物学功能及在人类疾病模型研究中的应用与展望进行了综述，以系统地加深对昆虫脂肪体结构与功能的理解与认识。昆虫脂肪体将在人类主要疾病模型的构建、疾病发病机理的探究等方面具有较大的应用潜力。     

SREBP介导的胆固醇生物合成反馈调节

胆固醇浓度的相对恒定对机体健康具有十分重要的意义,其主要通过反馈凋节来实现.胆固醇浓度高,它及其代谢产物氧固醇可通过和Scap或Insig的结合,抑制固醇凋节元件结合蛋白（SREBP）的活化,从而使胆固醇合成相关酶类生成减少;胆固醇浓度低,则SREBP裂解激活蛋白（SCAP）的抑制作用解除,SREBP可有效地从内质网运输到高尔基体实现剪切,使胆固醇合成增加.SREBP介导的胆固醇生物合成反馈调节,一方面有利于对机体胆固醇浓度的调控,另一方面也深化了对细胞囊泡运输的理解.     

高糖对肾小管上皮细胞脂质代谢影响及罗格列酮的干预研究

目的探讨高糖环境中肾小管上皮细胞脂质代谢变化,以及罗格列酮对其干预作用。方法体外培养HKC细胞,随机分为正常糖组、高糖组、罗格列酮干预组,采用油红染色检测细胞内脂质,免疫细胞化学和WesternBlot检测固醇调节元件结合蛋白1(sterolregulatory element binding protein-1,SREBP-1)表达。结果与正常糖组比较,高糖培养的肾小管上皮细胞内出现明显脂滴;免疫细胞化学、WesternBlot检测发现固醇调节元件结合蛋白1表达于胞浆,12、24、48、72h固醇调节元件结合蛋白1前体和成熟体表达高糖组均高于正常对照组,差异有统计学意义,其中以48h表达量最大(前体2.334±0.045,成熟体1.082±0.040),罗格列酮组相对于高糖组,前体和成熟体表达均下降,脂滴形成有所减少。结论高糖可诱导肾小管上皮细胞固醇调节元件结合蛋白1前体和成熟体表达升高,进一步导致脂质合成增多;罗格列酮减少脂质合成可能是部分通过抑制固醇调节元件结合蛋白1表达而实现。