植物病毒蛋白核质转运的研究进展

植物病毒编码一些含有核定位信号(nuclear localization signal,NLS)或者核输出信号(nuclear export signal,NES)的核质转运蛋白,这些已被验证的转运蛋白有三种类型:核输入蛋白、核输出蛋白和核质穿梭蛋白。它们通过识别寄主核质转运受体Importinα和Importinβ,介导含有经典核定位信号的蛋白质入核过程,以及寄主蛋白Ran参与,由XPO1介导的富含亮氨酸核输出信号的蛋白质出核过程。植物病毒核质转运蛋白利用寄主的转运机制,进出细胞核发挥相应功能,如介导病毒基因组的核输入和核输出、介导病毒长距离运输及系统侵染、抵抗寄主细胞启动的RNA沉默、调节寄主细胞转录活性、调控病毒的复制及表达和参与病毒症状的形成等。对植物病毒蛋白核质转运的相关研究进展进行综述,着重介绍植物病毒蛋白核质转运类型、核输入和输出信号、转运机制和生物学意义,以及寄主蛋白介导的互作等研究的最新成果。     

Importin β1介导的病毒蛋白入核转运在病毒复制中作用的研究进展

核转运受体蛋白importinβ1是输入蛋白importinβ家族重要成员之一,它是一种相对保守的、广泛分布于真核生物细胞内的核转运受体蛋白。许多研究表明,importinβ1能直接识别和结合含有不同类型核定位信号的病毒蛋白并转运其入核,此过程对病毒的整个复制和致病进程起着十分重要的作用。该文主要从importinβ1的结构特征、介导的病毒蛋白入核转运机制以及在病毒复制中的作用、药物阻断importinβ1参与的病毒复制等研究方面进行综述,以期为后续研究病毒蛋白细胞核定位的分子机制和功能以及抗病毒治疗提供参考。     

细胞因子和生长因子信号转导途径中信号蛋白分子的核转运机制

信号蛋白分子的入核及出核转运是细胞因子和生长因子信号转导途径中的重要环节.核定位序列（NLS）是信号蛋白分子上与入核转运相关的氨基酸序列.核孔复合物（NPC）、核转运蛋白importin和能量供应体Ran/TC4在入核转运过程中也发挥了重要作用.另外,很多细胞因子和生长因子或其受体上所含有的NLS序列也具有核定位功能,并可能通过“伴侣机制”参与其他信号蛋白分子的入核转运.     

蛋白质入核转运的机制和研究进展

细胞核膜是由外膜和内膜组成的磷脂双分子层结构,同时镶嵌一些核孔复合体（NPC）.核孔复合体是胞浆和胞核之间主动和被动转运的生理屏障.核内功能蛋白在胞浆内合成后通过核孔复合体进入胞核,这个过程除了需要NPC上核孔蛋白、胞浆内核转运受体和RanGTP等蛋白的参与外, 货物蛋白本身的结构特征在其入核转运过程中亦发挥重要作用.本文着重就蛋白入核转运的机制及近年来取得的相关进展进行综述.     

植物细胞质介导GFP-NLS蛋白入核转运的HeLa细胞系统的建立北大核心CSCD

细胞核作为细胞中重要的遗传物质存储、复制和转录的结构,涉及大量信息和物质的传输活动,尤其是蛋白质的入核转运一直以来都是研究的热点问题之一。本研究证明,植物细胞质可以有效应用于动物细胞体系研究蛋白质入核转运。本文利用病毒SV40抗原蛋白中的核定位信号(nuclear localization signal,NLS)标记绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP),通过拟南芥细胞质的介导,利用He La细胞核建立研究蛋白质入核转运的半细胞体系。结果显示,植物细胞质结合NLS片段能改变GFP在He La细胞核内外的分布,实现对目标蛋白入核过程的介导,使GFP-NLS最后定位于细胞核内。这也意味着通过He La细胞建立起的半细胞体系能为蛋白质入核转运研究提供一个有效的研究体系。     

KPNB1和Ran蛋白共同介导新城疫病毒基质蛋白的入核转运

【目的】鉴定与新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)基质蛋白(matrix protein,M)入核相关的细胞蛋白,以阐明NDV M蛋白细胞核定位的分子机制。【方法】从鸡胚成纤维细胞中分别克隆核转运受体蛋白KPNA1–KPNA6和KPNB1基因,将其构建到真核表达载体,并与表达NDV M蛋白的重组真核表达载体分别共转染HEK-293T细胞,通过免疫共沉淀方法鉴定与NDV M蛋白相互作用的核转运受体蛋白。另外,将M蛋白与Ran蛋白突变体或与M蛋白互作的核转运受体蛋白缺失体分别共表达,通过荧光共定位确定M蛋白入核转运相关的细胞蛋白。【结果】构建的重组真核表达载体在HEK-293T细胞中能够正确表达;通过间接免疫荧光观察发现,重组蛋白中除Myc-KPNA2蛋白定位在细胞质外,其它核转运受体蛋白均与M蛋白表现出相同的细胞核定位。免疫共沉淀试验结果表明,M蛋白与KPNA1蛋白和KPNB1蛋白均存在相互作用。进一步通过荧光共定位观察发现,M蛋白与KPNA1蛋白缺失体(DN-KPNA1)共表达不改变M蛋白的细胞核定位,而与KPNB1蛋白缺失体(DN-KPNB1)共表达后导致M蛋白变为细胞质定位,说明M蛋白入核转运需要KPNB1蛋白的参与。另外,将M蛋白与Ran蛋白突变体Ran-Q69L共表达,荧光观察发现M蛋白同样由细胞核定位变为细胞质定位,说明M蛋白入核转运还需要Ran蛋白的辅助。【结论】KPNB1和Ran蛋白共同介导NDV M蛋白的入核转运,其过程是KPNB1蛋白首先和M蛋白发生相互作用并形成复合物,然后通过Ran蛋白的辅助作用完成入核转运。     

Karyopherins家族与核孔转运的研究进展

大分子物质入核是靠其核内定位序列（NLS）,而核内输出是靠其核输出信号（NES）,不同的NLS和NES直接或靠配体间接的被转运受体识,目前确定的转运受体都属于同一家族－Karyopherins家族,它们可以在核和胞质间穿梭,可以与小的Ran GTPase以及核孔蛋白相结合,Ran GTPase调节运受体与转运物,配体,核孔蛋白间的结合,而这是决定核孔转运的关键。然而一部分受体转运物复合物通过核孔复合体（NPC）并不需要Ran水解GTP。     

植物细胞质介导GFP-NLS蛋白入核转运的HeLa细胞系统的建立

细胞核作为细胞中重要的遗传物质存储、复制和转录的结构,牵涉着大量信息和物质的传输活动,尤其是蛋白质的入核转运一直以来都是研究的热点问题之一。本文利用病毒SV40抗原蛋白中的核定位信号（nuclear localization signal,NLS）标记GFP蛋白,通过拟南芥细胞质的介导,利用HeLa细胞核建立起了研究蛋白质入核转运的半细胞体系。结果显示,植物细胞质结合NLS片段能改变GFP在HeLa细胞核内外的分布,实现对目标蛋白入核过程的介导,使GFP-NLS最后定位于细胞核内。这也意味着通过HeLa细胞建立起的半细胞体系能为蛋白入核转运研究提供一个有效的研究体系。     

植物中的核质转运相关蛋白

细胞内各个生命过程的有序进行需要生物大分子在细胞核与细胞质之间有选择、有控制地转运.而细胞核膜的存在为大分子的自由穿梭设置了屏障,因此生物大分子在细胞核与细胞质之间的转运要依赖于一些受体蛋白.输入蛋白β(importinβ)是首先从人类细胞中发现的生物大分子向细胞核输入的受体,其后相继鉴定出多个与输入蛋白β具有同源性的细胞核转运受体,命名为类输入蛋白β.这些转运受体介导的转运过程在生物有机体之间高度保守,在动物及酵母中调控核质穿梭以及各个信号过程的组分与分子机制研究较为清楚,但在植物中相对匮乏.本文在介绍细胞核转运受体共有结构特点和转运机制基础上,重点综述了植物细胞核转运受体的最新研究进展以及这些受体在植物信号转导中的重要调节作用.     

Kap与Ran—GTP在核浆转运中的作用

生物大分子（cargo）的核浆转运是由一些转运因子介导的,这些因子包括Kap-α、Kap-β、Ran-GTP及其调节蛋白等。本文阐述了在核浆转运过程中,各因子之间的相互作用及其结构变化,并提出cargo被释放入核的可能机制及一些有待深入研究的问题。     

蛋白质相互作用调控蛋白质核转运及其功能

蛋白质的核转运是真核生物细胞内发生的重要过程之一,是一大群蛋白质发挥其功能的前提,与细胞正常功能的维持密切相关。蛋白质的核运输通常采用核受体介导的方式进行。此过程非常复杂,需要多种蛋白质的参与,涉及到大量的蛋白质相互作用。本文将综合近年来本领域取得的进展,就蛋白质相互作用参与蛋白质核转运来调节蛋白质的亚细胞定位,进一步在多方面影响细胞以及生物体生理功能的变化进行阐述。     

核定位信号及其在病毒感染机制中的研究进展

核定位信号介导的蛋白入核是细胞内信号传递网络中核内外物质信息交流的重要一环,绝大多数病毒蛋白进入细胞核均需要核质转运受体识别和结合入核蛋白携带的核定位信号序列。病毒蛋白的入核转运机制在病毒感染过程中起着至关重要的作用,对于病毒的复制、毒力具有重要意义,针对该机制的研究有利于新的抗病毒靶点的发现。本文对核定位信号的分类信息进行了总结,并对不同的核质转运受体及其介导的入核机制进行了比较分析,概述了病毒入核蛋白及其核定位信号在病毒感染机制中的研究发现。     

蛋白质的入核运送和它在基因表达中调节作用

蛋白质进入细胞核是蛋白质分子内部的核定位信号引导的,ＮＬＳ蛋白首先与ＮＬＳ受体结合,然后在多种胞浆因子及核孔复合物蛋白的作用下穿过核孔,转位入核、蛋白质上存在ＮＬＳ并不一定总能够引导蛋白质入核。当ＮＬＳ被修饰或遮掩时,它们便不能被核转运装置所识别,因而,ＮＬＳ的遮掩被解除之前,蛋白质一直被扣留在胞浆中,以调节转录因子的入核运送来控制转录因子的活性是基因表达调节的一个新概念,了是细胞生长和分化拐一水     

千里光α输入蛋白(α-Importin)的序列特征、结构与功能分析

α输入蛋白存在于胞质溶胶中,是核孔转运复合体的重要组成部分,与核定位信号结合,通过受体介导蛋白物质转入和转出,在此过程中起连接器的作用。该研究以千里光全长c DNA文库为基础,对α输入蛋白的序列、结构、性质和功能进行了分析,并在千里光α输入蛋白核苷酸序列的基础上,采用生物信息学软件,分析α输入蛋白的氨基酸序列结构和基因进化树,得到了α输入蛋白的一级、二级、三级等结构和结构域特征,以此为依据,系统分析千里光α输入蛋白的理化性质、结构和功能。结果表明:千里光α输入蛋白基因编码529个氨基酸,与烟草(Gen Bank登录号:ABM05487.1)的同源性最高,为84%;蛋白质分子量58.46 k Da,理论等电点5.08;二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸主链构成;高级结构域由IBB和ARM结构构成;三级结构是4个功能结构域构成的空间立体结构。此外,还发现千里光α输入蛋白具有调控激素反应、传输信号、细胞生长、信息转录和转录调控功能的概率较高,推测可能与细胞非凋亡性死亡、抗病性防御反应、激素受体反应以及基因转录调控表达密切相关。该研究结果可为其他物种α输入蛋白结构与功能关系的分析提供参考。     

核转运蛋白的结构及功能

核转运蛋白Imp家族是在其核细胞中广泛存在的一类重要的蛋白质,其成员数目众多,在酿酒酵母菌中有一种Impα,而在脊推动物中现已发现8种不同的Impα。在酵母中有14种Impβ,而在哺乳动物细胞中有超过20种不同的Impβ。并且有新成员正在不断地被发现。Impα是由10个ARM重复序列形成的一个α起螺旋结构。Impβ与不同底物结合时,呈现出不同的构象,它也是由2或3个螺旋所组成的延伸的起螺旋结构。Imp家族成员通过Impβ的单独作用或Impα与Impβ1的协作结合其作用底物,在RM的调节下,完成对大分子蛋白质的穿越核膜的转运,并且以这一作用为基础,参与了细胞的信号转导,细胞分裂及生长发育,细胞调亡等重要生命活动。在细胞分裂时,Imp家族还可与Ran一起参与纺锤体的形成。     

信号识别颗粒调控蛋白转运系统

蛋白质是一类重要的生物大分子。在蛋白质转运系统中,很多蛋白质在核糖体中合成,然后通过内质网或质膜的转运到达相应的细胞器发挥生物学功能。蛋白质的分泌表达途径总共分为三类,分别为Sec分泌途径、双精氨酸途径和信号识别颗粒转运系统。本文简要介绍蛋白质的基本转运途径,主要介绍由信号识别颗粒所介导的蛋白质转运。分别概述信号识别颗粒及其受体的组成与功能,并对其调控途径做简要的介绍;同时也简单介绍与其相关的Yid C膜蛋白家族;对信号识别颗粒蛋白调控系统存在的必需性提出新的见解。     

蛋白质的入核运送和它在基因表达中的调节作用

蛋白质进入细胞核是由蛋白质分子内部的核定位信号（nuclear localization signal, NLS）引导的.NLS蛋白首先与NLS受体结合,然后在多种胞浆因子及核孔复合物蛋白的作用下穿过核孔、转位入核.蛋白质上存在NLS并不一定总能够引导蛋白质入核.当NLS被修饰或遮掩时,它们便不能被核转运装置所识别.因而,NLS的遮掩被解除之前,蛋白质一直被扣留在胞浆中.以调节转录因子的入核运送来控制转录因子的活性是基因表达调节的一个新概念,也是细胞生长和分化的另一水平的调节.     

通过核质转运调节细胞凋亡的蛋白质

凋亡,也称Ⅰ型程序性细胞死亡,是细胞在面临严重威胁时发起的保护性主动死亡机制. 凋亡对于个体的生长发育及各种生理功能具有不可或缺的作用. 作为涉及整个细胞的复杂过程,凋亡的顺利进行有赖于众多凋亡相关因子的协调合作与精确调控. 细胞受到凋亡刺激后,核内的某些蛋白质转运出核,将凋亡信号传递到核外,胞质内的多种蛋白质则转运入核,在细胞核这一信息整合的大本营直接发挥作用. 这种双向交流机制在胞核与胞质间建立起密切的联系,同时使得相关蛋白质在特定场所发挥促进或抑制凋亡的作用,确保凋亡信号及时、通畅、有序地传递. 因此,蛋白质的核质转运作为介导胞核与胞质物质交换、信号交流的关键机制,在凋亡过程中就显得尤为重要. 本文主要就核质转运的机制、通过核质转运调节凋亡的蛋白质及其作用机理作一综述.     

凡纳滨对虾输入蛋白α4基因的克隆及表达分析

输入蛋白α(importinα)是核转运蛋白家族中的重要成员,在帮助有核定位信号的蛋白质的入核中起到了至关重要的作用,然而在对虾中,还没有输入蛋白α家族的成员被发现。本研究首次克隆并鉴定了一种凡纳滨对虾中的importinα基因,命名为Lv IMα4,其基因全长c DNA为2 147 bp,包含长度为1 572 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码524个氨基酸,包括一个N端的输入蛋白β结合(importin-β-binding,IBB)域和一个包含8个串联重复序列(tandem armadillo,ARM)的核定位信号(nuclear location signal,NLS)中央结合结构域。实时荧光定量PCR(RT-PCR)分析表明Lv IMα4在被测试的所有组织中都有表达,其中在表皮、胃、神经、肌肉和肠中的表达量较高。白斑综合征病毒(white spot syndrome virus,WSSV)感染后,凡纳滨对虾血液中Lv IMα4基因的表达量呈先下降后上升趋势,在感染后12 h降至最低,随后逐渐升高,在感染后72 h达到最高水平。副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)感染后凡纳滨对虾血细胞中Lv IMα4基因表达量都低于对照组,24 h达到最低水平,为对照组的0.34倍。所有实验结果表明,Lv IMα4基因可能参与凡纳滨对虾抗病免疫应答途径。