肌细胞膜系统对收缩控制研究的一些进展

肢体的活动,心脏的搏动等,都是横纹肌细胞收缩的结果,是肌细胞中直接担负收缩功能的两种蛋白——肌球蛋白和肌动蛋白相互作用的结果。不论肌细胞活动与否,这两种蛋白都存在于细胞中,却只有在肌细胞兴奋后它们才相互作用,肌细胞才收缩。兴奋引起收缩这个过程是受细胞膜系统控制的。从五十年代后期到六十年代,在这个问题方面,积累了大量资料,主要结果如下:(1)横纹肌细胞膜局部去极化,当去极化部位相当于肌细胞中横管系统在细胞膜开口的部位时,引起肌细胞收缩的阈值最低,指示细胞膜去极化信号,通过横管系统传向细胞内部;(2)横纹肌细胞受刺激后,在收缩张力可被察觉以前,细胞内钙     

Cdc42和球形肌动蛋白在卵母细胞胞质分裂中的定位分析

研究活性Cdc42与球形肌动蛋白(G-actin)在爪蟾卵母细胞胞质分裂中的定位关系。分别用GFP-wGBDmRNA与罗丹明-594-微管蛋白、Alexa-488-球形肌动蛋白与罗丹明-594-微管蛋白、GFP-wGBDmRNA与Alexa-594-球形肌动蛋白共同显微注射爪蟾卵母细胞。利用共聚焦显微镜,时间延迟摄影方法,分别观察活体卵母细胞中活性Cdc42、球形肌动蛋白在胞质分裂过程中的定位,以及活性Cdc42与球形肌动蛋白在胞质分裂中的定位关系。在卵母细胞胞质分裂中,活性Cdc42与球形肌动蛋白存在空间上共定位现象,并且在时相上具有一致性。结果提示活性Cdc42和球形肌动蛋白在卵母细胞胞质分裂过程中密切相关。     

ADF／cofilin分子家族的研究进展

细胞骨架中的肌动蛋白参与了一系列重要生理活动,如肌肉收缩、胞质环流、细胞运动、胞质分裂等。这些过程的发生除了需要肌动蛋白以外,还需要一些与之结合的调节蛋白参与,现在已经发现了100多种肌动蛋白结合蛋白,其中有一类分子量为15—20KD的蛋白,如肌动蛋白解聚因子(actin depolymerizing factor,ADF)、cofilin、profilin、actophorin、depactin、de-strin、UNC-60)等,在一定条件下可以使肌动蛋白微丝解聚,统称为ADF/cofilin分子家族。     

类肌钙蛋白（Calponin）亚型和生物学功能

Calponin(类肌钙蛋白)是一个肌动蛋白细肌丝相关的调节蛋白,表达在平滑肌细胞和许多类型的非肌细胞中。哺乳动物有Calponin 1、Calponin 2和Calponin 3三个亚型,分别由三个同源基因CNN1、CNN2和CNN3编码,表达于不同的细胞类型,并执行细胞类型特异性的生理功能。除了调节平滑肌收缩功能,Calponin还调节非肌细胞肌动蛋白骨架的功能并参与多种细胞生命活动,如增殖、粘附、迁移、分化、吞噬和细胞融合等。本综述重点讨论Calponin亚型的基因进化、组织和细胞类型特异性表达、结构和功能的关系以及相关的调节机制。     

非肌细胞的运动蛋白质

从单细胞生物到高等动物,直至人体的各种细胞,表现出各种形式的细胞运动。尽管运动形式多种多样,但从分子角度看都是由两种蛋白质相互作用,引致由该种蛋白质构成的一定结构——丝或管——相对滑动的结果。本文分别介绍了非肌细胞肌动蛋白—肌球蛋白运动体系及微管蛋白—待宁(达因)蛋白运动体系蛋白质的结构与功能。     

一种新的平滑肌调控蛋白Calponin

Calponin为一种平滑肌特有的调控蛋白, 分子克隆的证据表明, 它具有两种亚型, α型和β型分别由292和252个氨基酸组成它能与肌动蛋白结合, 抑制肌球蛋白ATP酶活性和平滑肌收缩其与肌动蛋白结合域有38个氨基酸残基(第145～182位), 丝氨酸175在调宁蛋白与肌动蛋白的相互作用中起重要作用, 它还能与钙调蛋白结合, 呈钙依赖性, 其结构域在第52～144位残基调宁蛋白的机能受磷酸化与脱磷酸化的调节.     

小角X-射线衍射在分子生理学研究中的应用和利用同步辐射源的展望

分子生理学的核心问题是研究在位的、和生理功能有密切联系的分子,如蛋白分子等的结构和它们在生理活动进行过程中的变化。X-射线衍射技术由于可以用于研究未经任何特殊处理的、活的生物组织中分子的结构和排布方式,可以避免其它一些技术(如电子显微术等)对样品必须进行的特殊处理所引起的问题,已经成为分子生理学研究中一种很有用的手段。此外,分子生理学所涉及的结构周期大多在20A以上,所以小角X-射线衍射(以下简称小角衍射)就显得特别重要。本文将先介绍在生物膜结构和肌细胞收缩机理两方     

α辅肌动蛋白的结构和功能

α辅肌动蛋白是近年来在细胞骨架与细胞运动研究中的热点蛋白 .目前发现有α辅肌动蛋白 1、2、3和 4四种类型 ,呈细胞或组织特异性分布 .这四种蛋白的共同结构特征是在细胞内均为反向平行的二聚体 ,并具有N末端肌动蛋白结合结构域 (ABD)、血影蛋白样中央重复结构域和C末端“EF手”结构域 .作为细胞骨架中一种重要的肌动蛋白交联蛋白 ,α辅肌动蛋白通过与其相关蛋白包括整合素 (integrins)、钙粘素 (cadherin)以及细胞信号传导通路中的信号分子等的协同作用 ,在稳定细胞粘附、调节细胞形状及细胞运动中发挥着重要作用 .因此 ,肿瘤的发生、发展和恶化与α辅肌动蛋白的结构、功能密切相关 .本文结合本实验室的研究工作 ,综述了α辅肌动蛋白家族成员的结构、功能及其与肿瘤发生的相关性 .     

病毒性心肌炎细胞模型的建立以及细胞力学的特性

建立了病毒性心为自身免疫损伤的离体心肌细胞模型,在此基础上进行心肌细胞的细胞力学特性和心肌细胞收缩蛋白分子一心肌和蛋白的α重（α－ＭＨＣ）,β重链（β－ＭＨＣ）的ｍＲＮＡ表达水平的分析。发现免疫损伤对心肌细胞有明显的损害,造成心肌细胞的变性坏死,心肌细胞收缩力下降,其中免疫损伤的恼肌细胞在２４小时的心肌收缩力下降比１２小时更为明显,经分子生物学分析,共收缩蛋白分子的表达发生了改变,在正常心肌细胞α     

盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)吞噬作用中肌动蛋白多聚化及其调节

肌动蛋白是盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)细胞吞噬过程中的关键组分,通过其细胞内的定位和多聚化形式在确定的时间和地点连接特定的分子,使吞噬过程得以完成。profilin是肌动蛋白多聚化的重要调节分子,在磷脂酰肌醇信号转导与细胞骨架相交处起关键作用。许多小分子G蛋白参与细胞骨架调节,CAP蛋白是两者间重要连接分子。所以,吞噬作用是细胞内诸分子协同作用的结果。     

细胞代数和密度影响血管平滑肌细胞表型重塑和收缩反应性的机制

探讨细胞代数和密度对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)表型重塑能力的影响及机制,观察血清饥饿诱导的不同代数和密度的VSMC骨架的组构特征及收缩反应性,检测细胞骨架中收缩蛋白的含量和比例变化。结果发现,低代数(3代)、高密度的VSMC经血清饥饿诱导后易于形成束状、极性排列的应力纤维,乙酰胆碱(Ach)刺激可产生明显的收缩反应。Western印迹显示,3代高密度VSMC中,平滑肌22α(SM22α)在F-肌动蛋白中的组成比例及其在F-/G-肌动蛋白的含量之比明显高于8代细胞。结果提示,SM22α在F-肌动蛋白中的分布比例可能决定了应力纤维的排布方式,是细胞获得收缩性的主要调节因素,在VSMC表型重塑过程中具有重要意义。     

平滑肌收缩—松弛偶联机制及钙的调节作用

平滑肌细胞的重要功能是收缩,它的细胞胞浆主要被纤维丝所占据。电镜下各种平滑肌纤维丝按其大小、形态及组份可划分为三种类型:(1)含有 AT(肌纤蛋白)和 TM(原肌凝蛋白)的细丝,直径为50～80(?)。(2)含有 Ms(肌凝蛋白)的粗丝。通常直径为120～180(?)。粗丝的形态、大小随固定方法不同而有变异。纯化的平滑肌 Ms 分子构型表明它由两种纤维丝组成:一种是短的双极性纤维丝,一种是较长的“侧极性”横桥纤维丝。粗丝沿平滑肌长轴平卧,并被细丝包绕。平滑肌细胞内数量最多的是细丝,粗丝数量则视细胞中 Ms 数量多少而定。(3)由支架蛋白(skeletin)构成的纤维丝。支架蛋白首次由 Lazarides 从小鸡平滑肌细胞中分离出来,曾命名为联系蛋白(desmin),分子量55,000,直径100(?)。平滑肌支架蛋白与肌细胞的致密体共同构成有别于收缩装置的胞浆支架网。     

李斯特菌诱导宿主细胞骨架重排与磷脂酶D

无论是免疫细胞对病原体的主动吞噬,还是病原体诱导非吞噬细胞的被动吞噬,均是不同细胞膜受体介导的细胞肌动蛋白骨架重排过程,受到单体G蛋白和肌动蛋白骨架相关蛋白的精密调控。细胞内重要信号蛋白,磷脂酰胆碱专一性磷脂酶D(PLD)的活性变化与细胞肌动蛋白骨架重排密切相关,其参与调节了由抗体受体(FcγR)及补体受体(CR3)介导的免疫细胞的主动吞噬,而细胞肌动蛋白骨架解聚蛋白cofilin被磷酸化后可与PLD结合并激活PLD,进而调节肌动蛋白骨架重排。另一方面,cofilin磷酸化状态严格调控李斯特菌感染细胞过程中的肌动蛋白骨架重排。因此,阐明PLD是否在李斯特菌感染细胞过程中被激活并参与调节肌动蛋白骨架重排,将有助于揭示PLD激活对感染发生的调控作用,对透彻理解细菌感染宿主细胞的分子机制具有重要意义。     

细胞运动、细胞迁移与细胞骨架研究进展

细胞定向运动与细胞骨架的动态循环密切相关。运动细胞在其伪足前沿依靠细胞骨架的不断聚合推动细胞膜的前进,在基部靠近细胞体部位通过细胞骨架的不断解聚收缩拖拉细胞体向前运动,细胞骨架的聚合与解聚通过伪足与支撑表面的吸附与解吸附而偶连。肌动蛋白组成的微丝骨架是大多数运动细胞的主要成分。外界刺激引起微丝细胞骨架动态变化的信号通路已逐步明了。线虫精子细胞的运动行为与阿米巴变形运动相似,但是在线虫精子细胞中没有肌动蛋白,而是以精子主要蛋白为基础形成细胞骨架驱动精子细胞的运动。与肌动蛋白不同,精子主要蛋白没有分子极性、ATP结合位点和马达蛋白。通过比较研究以上两种运动体系将有助于在分子水平上进一步阐明细胞运动的机理。     

Ryanodine受体和内源性调节蛋白的相互作用

Ryanodine受体(RyR)是细胞内分子量最大的离子通道,在调节各种细胞内钙信号转导方面扮演着重要的角色。在骨骼肌中,RyR和双氢吡啶受体共同参与肌细胞的兴奋-收缩偶联。同时,一些内源性蛋白(包括FK结合蛋白、钙调素、钙结合蛋白、junctin和triadin等)通过不同的方式,在不同的阶段与RyR结合,形成一个复杂的调控网络,协助RyR发挥正常生理功能,实现结构与功能的统一。     

动物的肌肉

肌肉源于胚胎中胚层。但最早的肌肉却出现在仅具内、外2个胚层的无脊椎动物(腔肠动物)。因缺乏中胚层,这类动物无独立的肌细胞,但在外胚层的上皮细胞和内胚层的营养细胞内具有肌原纤维,所以这两种细胞兼有肌肉收缩的功能,而被称为皮肌细胞(或外皮肌细胞)和营养肌肉细胞(或内皮肌细胞)。皮肌细胞基部平行延伸成为收缩突起分布至触手、体轴．其内含的肌原纤维构成了体壁的纵肌层;营养肌肉细胞基部的收缩突起向二侧延伸,其内的肌原纤维与身体纵轴成直角分布,环绕身体构成体壁的环肌。纵肌收缩使身体和触手变短变粗,环肌收缩则身体和触手纵行伸长。二层“肌肉”的协调配合,使腔肠动物能保持正常体形并移动身体。     

人红细胞膜骨骼蛋白质及其与其它膜蛋白的缔合

现已肯定,人红细胞膜细胞质表面处装饰着一层浓密的、主要由收缩蛋白和肌动蛋白组成的膜骨骼(Membrane skeleton)。它又通过连接蛋白等和膜嵌入蛋白质相连接,使嵌入蛋白质约以35nm的间距均匀地散布于膜中。重要的是,膜骨骼决不是人红血球膜所特有。越来越多的报道已证明其它细胞中膜骨骼的存在。例如,脑髓膜的一种蛋白质——Fodrin,已证明其与收缩蛋白类同,并建议把Fodrin改名为脑收缩蛋白。心脏肌细胞膜的两种分子量为230,000和240,000的肽链现认为是收缩     

拟态弧菌OmpU蛋白在草鱼肠组织中互作蛋白的筛选鉴定

【目的】为了确定草鱼肠组织蛋白中能与拟态弧菌OmpU黏附素蛋白发生互作的蛋白。【方法】在前期构建重组表达质粒pET-32a-OmpU基础上,通过IPTG诱导表达及亲和层析纯化获得可溶性His-OmpU融合蛋白,经Western blot分析显示该重组融合蛋白与OmpU多克隆抗体具有良好的反应原性。以His-OmpU融合蛋白为诱饵蛋白,利用His-tag pull down试验筛选草鱼肠组织蛋白中与OmpU黏附素蛋白结合的蛋白,并经SDS-PAGE分离、液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)鉴定以及Mascot与蛋白数据库检索。【结果】共鉴定出5个体外互作蛋白,分别为α-肌动蛋白2(α-Actin 2)、细丝蛋白A(Filamin A)、α-辅肌动蛋白4(α-Actinin 4)、转胶蛋白2(又称肌动蛋白结合蛋白2,Transgelin-2)和调宁蛋白2(Calponin-2)。【结论】GO功能注释分析显示,这些互作蛋白属于细胞骨架蛋白和细胞骨架调节蛋白,在病原菌的黏附、内化和致病中起着重要作用。研究结果为后期研制黏附拮抗剂和探究拟态弧菌分子致病机理奠定了基础。     

花粉肌动蛋白和兔肌肌动蛋白与DNase I相互作用的比较研究

纯化了的花粉肌动蛋白同其他肌动蛋白一样,能显著抑制ＤＮａｓｅ Ｉ活性,其抑制率与肌动蛋白浓度呈直线相关。在同样条件下,花粉肌动蛋白对ＤＮａｓｅ Ｉ活性抑制没有兔肌肌动蛋白显著。花粉肌动蛋白和兔肌肌动蛋白抑制ＤＮａｓｅ Ｉ的Ｋａｐｐ分别为１．２５μｇ／ｍＬ和０．７５μｇ／ｍＬ。ＤＮａｓｅ Ｉ使聚合状态的花粉和兔肌肌动蛋白解聚,但在同一条件下聚合状的肌细胞肌动蛋白比花粉肌动蛋白稳定。     

花粉肌动蛋白和兔肌肌动蛋白与DNaseⅠ相互作用的比较研究

纯化了的花粉肌动蛋白同其他肌动蛋白一样,能显著抑制ＤＮａｓｅⅠ活性,其抑制率与肌动蛋白浓度呈直线相关。在同样条件下,花粉肌动蛋白对ＤＮａｓｅⅠ活性抑制没有兔肌肌动蛋白显著。花粉肌动蛋白和兔肌肌动蛋白抑制ＤＮａｓｅⅠ的Ｋａｐｐ 分别为１．２５ μｇ／ｍ Ｌ和０．７５μｇ／ｍ Ｌ。ＤＮａｓｅⅠ使聚合状态的花粉和兔肌肌动蛋白解聚,但在同一条件下聚合状的肌细胞肌动蛋白比花粉肌动蛋白稳定