囊泡转运中的Rab小G蛋白与马达分子

Rab是小分子GTP结合蛋白Ras超家族中最大的亚家族,在囊泡运输的不同阶段发挥着调节作用.在与GTP结合后,Rab可募集特异的效应蛋白到膜上.近来发现,许多Rab可募集与微管和肌动蛋白相关的马达分子到靶膜,从而调节相应囊泡的转运.Rab所具有的分子开关特性,使其可在空间和时间上对囊泡转运进行调控.     

Rab蛋白在囊泡转运中的作用及影响

Rab蛋白是真核生物中保守的小GTP酶家族. Rab蛋白在细胞中普遍表达,它的活性在细胞内受到严格的调控:在活性形式Rab-GTP和无活性形式Rab-GDP之间转换,这是由鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)和GTP酶活化蛋白(GAPs)调控的,并在囊泡转运的调控中起分子开关的作用.在囊泡运输中, Rab蛋白与不同的下游效应分子相互作用,参与从供体膜选择货物、出芽形成囊泡、调控囊泡沿细胞骨架运动、囊泡与受体膜锚定融合.当Rab蛋白功能受损导致囊泡转运途径障碍时,则会表现出不同的疾病,包括神经退行性疾病、癌症等.本文将对近年来Rab的蛋白结构和功能、参与囊泡运输的分子机制、Rab蛋白的循环调控以及其异常导致的疾病进行综述.     

Rab 蛋白调控胞内囊泡运输

细胞内各个细胞器之间通过囊泡的膜转运是真核细胞存在的基本。Rab蛋白确保了转运蛋白被运输至正确的目的地。Rab蛋白是小GTP酶中的一大家族,它通过募集其效应物蛋白,其中包括接头蛋白,栓系因子,激酶,磷酸酶以及动力蛋白等,调控了细胞膜的选取,囊泡出芽,去包被,转运以及膜融合等过程。本文主要从Rab蛋白循环着手,依次论述了Rab蛋白在囊泡出芽,去包被,转运和膜融合等过程中起到的作用,从而使读者对Rab蛋白能有一个更加系统的了解。     

Rab蛋白家族在神经类疾病中的作用

细胞内膜囊泡运输是一个复杂的通路网络,Rab GTPases是膜囊泡运输的主要调节剂,通常被认为是细胞内吞和分泌系统中各种细胞器和囊泡的特异性标记和识别物。与Rab蛋白相关的轴突运输、内体运输发生障碍是造成神经退行性疾病的重要原因之一。本文主要介绍了Rab蛋白在多种神经退行性疾病病理机制中的作用机理与调控机制,同时讨论了线粒体和胶质细胞功能异常与Rab蛋白之间的关联。深入探究Rab蛋白的作用机制对人类神经性疾病的早期诊断和治疗具有潜在的指导意义。     

EoRab11a在游仆虫及HEK293T细胞中的定位

Rab11是一种在真核生物细胞生命活动过程中发挥多种调控作用的小分子GTP酶.EoRab11a是八肋游仆虫中的Rab11蛋白同源物,为了解EoRab11a蛋白在细胞中的功能,本研究将EoRab11a基因克隆到哺乳动物表达载体pEGFP-C2中,构建重组表达质粒pEGFP-C2-EoRab11a,转染HEK293T细胞并观察其细胞定位.在间期HEK293T细胞中,EoRab11a定位于细胞核附近;在游仆虫细胞中,EoRab11a具有相似的分布模式.在HEK293T细胞的胞质分裂过程中,EoRab11a在分裂沟附近、分裂沟收缩区、以及最后形成的中间体处分布,提示EoRab11a可能参与了胞质分离过程中分裂沟及中间体处的膜泡运输事件.     

植物Rab蛋白的分类与功能

Rab蛋白构成小G蛋白超家族中最大的1个家族,广泛存在于动物、植物和微生物中.Rab调控细胞内的囊泡形成、转运、锚定及囊泡与质膜的融合等过程,在细胞内吞和分泌途径中发挥分子开关的作用.不同生物中Rab的结构和作用机制非常保守,但Rab的分类和生理学功能存在差异.植物Rab不仅行使类似于动物或微生物同源Rab的细胞学功能,而且在植物生长发育、激素信号调节、生物或非生物胁迫应答等方面表现出功能特异性.本文结合近年的研究进展,对植物Rab的分类、结构、调节机制和功能进行了综述,并对当前植物Rab功能研究的难点和方向进行了
讨论.     

囊泡胞吐机制及与其相关的神经元可塑性

突触前囊泡释放神经递质经历了磷酸化synapsin I使囊泡脱离细胞骨架,Rab3A导引囊泡进入突触前膜激活区,Rab3A与RIMl结合介导的囊泡锚定,Munc-13—1引燃SNARE中心复合体装配,最后Ca^2 结合到Ca^2 传感器synaptotagmin触发囊泡融合,融合后的囊泡通过SNAP和NSF的作用,使SNARE复合体解体后经内吞机制形成新的囊泡参与再循环。研究表明,参与囊泡融合的分子元件在神经元可塑性中发挥重要作用。     

RabGTPase激活蛋白结构与功能

RabGTPase激活蛋白(RabGAPs)是一类含有TBC (Tre2/Bub2/Cdc16)结构域的蛋白家族,在Rab活性调节中起着失活Rab的作用。 近年的研究表明,RabGAPs蛋白通过与特定Rab相互作用参与细胞内膜泡运输的调节。 人类RabGAPs突变涉及细胞的极性运输、糖尿病和肿瘤发生等过程,植物RabGAPs蛋白介导病毒的细胞内迁移及气孔免疫等行为。 重要的是,RabGAPs作为一个关键的调节节点,整合Rab与其他小G蛋白之间的信号进而确保囊泡正确的分选、运输及锚定到不同的胞内膜泡系统。 本文综述了RabGAPs蛋白的结构特征、生理功能、底物识别及作用机制,并对RabGAPs蛋白未来的研究方向进行了展望。     

Rab蛋白在膜转运中的角色及相关细胞生物功能

Rab蛋白是多种细胞膜转运的关键调节蛋白,在转运囊泡的形成、转运、停靠以及融合中发挥重要作用。胞内定位不同的Rab蛋白在膜转运过程中具有协调性,形成了复杂的调控网络。在肾上皮细胞中Rab蛋白可参与细胞的极化、基底膜的蛋白质分泌以及初生纤毛的形成;在神经元细胞中Rab蛋白能调控突触囊泡的转运、纤毛的生成和功能发挥以及神经元的迁移活动;此外,Rab蛋白还可参与调控内质网的形态发生、Weibel-Palade小体(Weibel-Palade body,WPB)的生成以及炎症反应的发生。此类调控过程中,任何环节的改变都可能会导致蛋白质转运的异常,进而引发各种疾病。本文对Rab蛋白在膜转运中的调控作用,进而在多种细胞的生物功能的调节中所扮演的角色进行系统地描述。     

真核细胞内膜泡运输的分子机制

真核细胞内一些蛋白质需靠膜泡进行定向运输,膜泡是在外衣蛋白的作用下形成的,根据外衣蛋白的不同,膜泡分为笼蛋白,COPⅠ和COPⅡ外衣膜泡,这些外衣膜泡分别在细胞内不同供膜（donor membrane)处形成,因为被运输蛋白具有分选信号可与供膜上相应的受体结合,所以能被包裹在特异的膜泡之中,在膜泡形成过程中,外衣蛋白在“芽生”膜泡的细胞质侧组装成笼状外衣,帮助“芽生”膜泡从供膜处脱落,一旦笼状外衣膜泡脱离供膜,笼状外衣蛋白便发生解聚而成为无衣膜泡,无衣膜泡在Rab蛋白的调控下可定向运输蛋白质,而解聚后的外衣蛋白可重新介导新的外衣膜泡形成。